空间环境 航天器组件空间环境效应地面模拟试验通用要求-编制说明.pdf

《空间环境航天器组件空间环境效应地面模拟试验通用要

求》编制说明

1工作简况

1.1任务来源

本文件是国家标准委发[#]#号下达的国家标准计划项目之一，由全国宇航技术及其

应用标准化技术委员会（SAC/TC425）提出并归口，空间环境分技术委员会

（SAC/TC425/SC1）执行，北京卫星环境工程研究所牵头起草。

计划号T-491。

计划周期：2024年8月～2024年12月。

计划采标程度：无。

1.2制定背景

航天器在轨期间将遭受来自于地球辐射带、银河宇宙线、太阳宇宙线、等离子体、

原子氧、空间碎片与微流星体、真空等空间环境的威胁，造成航天器用材料、元器件等

发生单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应、表面充放电效应、内带电效应、原子氧

侵蚀效应、空间碎片与微流星体撞击效应等，造成其在轨故障甚至失效。为此，在航天

器设计与研制过程中，需要对航天器面临的空间环境及效应开展防护设计，以提高其在

轨安全和可靠性。

美国空间探索技术公司SpaceX于2022年2月3日发射了49颗星链（Starlink）计划的

卫星，受地磁暴事件等因素影响，38颗卫星无法到达预定工作轨道，将再入或已经再入

大气层。2022年8月19日，强烈的太阳风暴使国际通信卫星组织的Galaxy15号卫星失去

控制，该星之前曾于2010年4月5日因空间环境影响失去联系八个多月。对我国早期6颗地

球静止轨道卫星的故障原因进行统计分析发现，由空间环境引起的故障占总故障的比例

达到40%，如图1所示。

1

我国地球静止轨道卫星在轨故障统计

16%

27%

17%

40%

设计及工艺原因空间环境元器件质量其它未确定原因

图1我国早期6颗地球静止轨道卫星在轨故障数据统计

1996年、1999年、2009年美国NASA和美国AEROSPACE公司三次对航天器在轨

空间环境诱发异常进行了统计分析，见下图。

空间环境导致的航天器在轨异常统计

60%

1996年MSFC/114例

50%1999年AEROSPACE/299例

2009年AEROSPACE/476例

40%

例

比

常

30%

异

星

卫

20%

10%

0%

单粒子效应充放电效应总剂量、位移损伤效应原子氧腐蚀、碎片撞击等

图2由空间环境引起的卫星异常原因统计

从图2可以看出：在1996年的美国NASA发表的研究报告分析了从1974年至1994年的

114起空间环境诱发的航天器异常事例，其中单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应、

充放电效应导致的异常比例接近80%。1999年，美国AEROSPACE公司发表的研究报告，分

析了从1971年至1997年的299起空间环境诱发的航天器异常事例，其中由空间辐射环境引

起的占比接近90%。2009年，美国AEROSPACE公司在会议报告中披露了未正式