孫曉君 尹玉梅 張杰 （北京空間科技信息研究所）

1 引言

我國載人空間站工程是一項多方合作、技術(shù)跨越發(fā)展的龐大工程，目前處于高速發(fā)展期，不但面臨多單位、人員的配合、技術(shù)協(xié)調(diào)，還面臨技術(shù)復(fù)雜、管理和技術(shù)交融，以及未來空間站運(yùn)營管理、國際合作等一系列問題，且空間站具有一次發(fā)射反復(fù)應(yīng)用在軌維修的特點，相關(guān)技術(shù)需要提前達(dá)成共識，并規(guī)范化開展。這對“引領(lǐng)性標(biāo)準(zhǔn)”實現(xiàn)先導(dǎo)和監(jiān)督作用提出了高要求，標(biāo)準(zhǔn)化對象要準(zhǔn)確，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要正確。

然而載人空間站是全新的研制，很多需要引領(lǐng)性的技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)化對象的選擇上都沒有經(jīng)驗可循，此時，希望能準(zhǔn)確正確地開展標(biāo)準(zhǔn)編制和應(yīng)用工作，需要借鑒其他工程的標(biāo)準(zhǔn)管理經(jīng)驗。我們將目光投向“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)，“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)（SSP標(biāo)準(zhǔn)）作為以美國為主體，其他國家參與的工程類標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)由各參與方聯(lián)合簽署，有效確保了參與國之間空間站工程的合作協(xié)調(diào)，并促進(jìn)了多邊工程項目的有效研制和管理。

本文將以公開可查的“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，包括空間站本體（含艙段）、環(huán)境、地面、人員、相關(guān)試驗、軟硬件、管理、接口等方面，從內(nèi)容、類型、編號等維度，闡述“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)的分布，并總結(jié)特點，為我國載人空間站工程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)提供參考。

2 標(biāo)準(zhǔn)分布

首先，對空間站整體，存在一系列的規(guī)范性文件，包括：協(xié)議/合同、管理、一般性流程/模板、出現(xiàn)問題如何解決的流程方式等。從總體結(jié)構(gòu)上可以分為空間站本體、環(huán)境、發(fā)射場、地面、地面人員、醫(yī)學(xué)幾部分，各部分之間存在一系列包括產(chǎn)品保證、工程技術(shù)以及產(chǎn)品自身特性在內(nèi)的相應(yīng)的支撐文檔，同時相互之間存在著客觀的接口上的聯(lián)系，如空間站和地面人員之間等，這些都利用標(biāo)準(zhǔn)來定義和規(guī)范統(tǒng)一。

其次，對艙段之間，由于“國際空間站”由美國、歐洲、日本等各自負(fù)責(zé)不同的艙段建設(shè)，其存在的具體接口以及與外來對接飛行器存在的接口，也由相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，以保證所有參與國研制的艙段可以完好的對接。

第三，對艙段內(nèi)部，可以分為硬件、軟件、人員、相關(guān)試驗、飛行及艙外活動等部分，各部分之間的聯(lián)系是通過各類接口定義標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)的。而具體的試驗方法、軟硬件設(shè)計等內(nèi)部要求則引用其他組織制定的標(biāo)準(zhǔn)。

不論各級產(chǎn)品層次，公開的“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)多集中在對外的公用部分，如接口、接地、電源、顯示、操作、人員培訓(xùn)、要滿足的試驗、以及鑒定審查方法等用于協(xié)調(diào)統(tǒng)一各參與方的、共性的標(biāo)準(zhǔn)上。這些標(biāo)準(zhǔn)的公開，有利于“國際空間站”一些重要環(huán)節(jié)的統(tǒng)一設(shè)計、研制和開發(fā)，提高各參與方不同產(chǎn)品之間的協(xié)調(diào)性、統(tǒng)一性和互換性，并會提高整個“國際空間站”的進(jìn)展效率。

3 標(biāo)準(zhǔn)類型

“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)主要針對直接解決“國際空間站”所需問題、為統(tǒng)一研制接口而制定標(biāo)準(zhǔn)，其中很多標(biāo)準(zhǔn)都直接表明了適用、針對的艙段或有效載荷，目的性十分明確，包括：

1）面向管理的標(biāo)準(zhǔn)。約占15%，其中主要圍繞“國際空間站”的項目開展而展開標(biāo)準(zhǔn)，如項目開展的流程、問題匯總、明細(xì)要求等。

2）面向產(chǎn)品保證的標(biāo)準(zhǔn)。約占20%，有明確使用艙段/對象的約占該類標(biāo)準(zhǔn)的60%。主要集中在基礎(chǔ)類、質(zhì)量管理類和安全性標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)中則是明確指出其適用范圍，如“SSP 50062，《美國國家航空航天局及加拿大航天局安全性和任務(wù)保證要求》安全性和任務(wù)保證要求”；而元器件、材料等標(biāo)準(zhǔn)則只有較小的比例，且都直接針對空間站設(shè)計使用，如空間站認(rèn)可的元器件清單，硬件接口等。工藝類標(biāo)準(zhǔn)僅針對接口的特殊工藝要求制定了標(biāo)準(zhǔn)，而針對某一艙段或載荷的工藝多采用對其他航天標(biāo)準(zhǔn)引用的方式。

3）面向工程技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。約占60%以上，且其中近60%是專用標(biāo)準(zhǔn)。主要傾向于對專用的型號產(chǎn)品提出要求，如接口、有效載荷調(diào)試校核、往返運(yùn)輸貨架設(shè)計、艙段設(shè)計等。對于實現(xiàn)過程方法的標(biāo)準(zhǔn)多采用對其他航天標(biāo)準(zhǔn)引用的方式。同時，基礎(chǔ)性的工程技術(shù)則主要傾向用于統(tǒng)一整個空間站技術(shù)的總體性標(biāo)準(zhǔn)。

“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)直接面對項目特征，滿足項目需求。具體標(biāo)準(zhǔn)多以下列幾種形式出現(xiàn)：

1）綜合要求。一般從總體上提出，內(nèi)容涉及產(chǎn)品保證（如SSP 41170《技術(shù)狀態(tài)管理要求》）、工程技術(shù)（如SSP 30240《空間站接地要求》）等；

2）執(zhí)行方案。主要是指項目推進(jìn)的具體操作執(zhí)行計劃，可以是空間站項目的總體執(zhí)行方案，也可以是某項管理落實執(zhí)行計劃等；

3）技術(shù)規(guī)范。主要針對研制過程中的具體工程設(shè)計，通常會具體到某個艙段或某項技術(shù)（如SSP 50014《國際空間站編碼規(guī)范》或SSP 41162《美國在軌艙段規(guī)范等》）；

4）控制文檔。這是“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)中非常有特點且重要的一類標(biāo)準(zhǔn)，主要針對接口部分，包括接口定義文檔和接口控制文檔兩個組成部分；

5）手冊。主要是指其他的提供信息的指南、索引等標(biāo)準(zhǔn)。如SSP 50257《項目控制文檔索引》等。作為整個“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)的輔助部分。

4 標(biāo)準(zhǔn)編號

“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)采用數(shù)字分類法分為幾個系列，30000系列、40000系列、50000系列和SSQ20000系列。其中，SSQ20000系列僅面向配套的元器件與線纜選型的要求、規(guī)范和試驗類標(biāo)準(zhǔn)，而前三類是“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)的重點：

1）30000系列。面向系統(tǒng)級技術(shù)要求，通用性強(qiáng)，不針對某一具體型號。主要包括設(shè)計要求，材料與處理要求，電磁要求，接地要求，電子搭接要求，安全性分析要求，元器件管理與執(zhí)行要求，外部污染物控制要求，接口研制過程要求，斷裂控制要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計與驗證要求，安全性評審過程等各個方面的要求，可以為空間站設(shè)計提供指導(dǎo)。

2）40000系列。面向各艙段的系統(tǒng)級規(guī)范和各艙間及與用戶的接口控制文件。不僅包括空間站系統(tǒng)規(guī)范，歐空局密封艙規(guī)范，日本實驗艙規(guī)范，意大利小密封后勤艙規(guī)范等系統(tǒng)及規(guī)范，還包括機(jī)柜到小密封后勤艙接口控制文件，空間站管理與控制的軟件接口控制文件，GNC與空間站的接口控制文件等，另外還有環(huán)境試驗要求與質(zhì)量保證要求。

3）50000系列。比30000系列和40000系列的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)目更多，規(guī)定也更詳細(xì)，面向“國際空間站”建造，52000～58000子系列重點為有效載荷要求、集成等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。包括用于有效載荷研制用戶參考系列標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的各方面標(biāo)準(zhǔn)，如空間站音頻、視頻標(biāo)準(zhǔn)，地面保障設(shè)備設(shè)計要求，航天員標(biāo)準(zhǔn)，空間站安全性要求，配置管理手冊，硬件/軟件驗收流程，任務(wù)集成模板，飛行準(zhǔn)備就緒執(zhí)行計劃等。

5 標(biāo)準(zhǔn)特點

具有國際標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)

“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)有強(qiáng)烈的工程目標(biāo)導(dǎo)向性，與“國際空間站”工程需求緊密相關(guān)，多是為了解決工程研制提出的要求，如工程的工作模式和性能要求，在具體標(biāo)準(zhǔn)中會有對應(yīng)的體現(xiàn)，如SSP 57020《密封艙有效載荷調(diào)試手冊 第三部分：關(guān)于信息、監(jiān)督、評審或管理控制》；SSP 41017《貨架與迷你密封式后勤保障模塊的接口控制文檔》等，在歐洲航天局、日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)、意大利航天局、美國國家航空航天局等參與方中廣泛使用，是事實上的國際標(biāo)準(zhǔn)。

優(yōu)先協(xié)調(diào)接口關(guān)系

“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)的目的是協(xié)調(diào)多方關(guān)系，雙邊/多邊之間的標(biāo)準(zhǔn)較為豐富和具體，且針對具體任務(wù)有著詳細(xì)的說明和要求，如SSP 50062《美國國家航空航天局及加拿大航天局的雙邊安全性和任務(wù)保證要求》，SSP 50094《關(guān)于俄羅斯艙段的美國國家航空航天局及俄羅斯航天局的雙邊聯(lián)合規(guī)范》，SSP 50145《美國國家航空航天局及日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的雙邊安全性和產(chǎn)品保證要求》等。

安全性保證任務(wù)實施

“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)在任務(wù)實施保證方面，面對載人航天特點，以環(huán)境、人員、產(chǎn)品等為出發(fā)點，以安全性要求和評審帶動可靠性、測試性、維修性的發(fā)展，并且利用這幾種性質(zhì)之間分析、設(shè)計方法具有的共通性，從安全性出發(fā)，制定和執(zhí)行了相關(guān)的具有“歸零”性質(zhì)和作用的、具有廣泛約束性的標(biāo)準(zhǔn)。并且在乘員相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中重點以醫(yī)學(xué)、活動環(huán)境等保障安全的標(biāo)準(zhǔn)為主。

運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn)重在應(yīng)用

“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)注重面向建成后投入運(yùn)營的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，有效載荷相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和航天器的規(guī)范/接口類標(biāo)準(zhǔn)占了很大比重。有效載荷方面，包含了協(xié)議、測試、調(diào)試、操作等多方面進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。接口方面，不但有艙段標(biāo)準(zhǔn)等與具體執(zhí)行對接相關(guān)的一系列接口定義標(biāo)準(zhǔn)和接口控制標(biāo)準(zhǔn)，還有對接接口的整體設(shè)計，如SSP 50235《國際空間站對來訪飛行器的接口定義文檔》。這反映了“國際空間站”在面對國際協(xié)作方面的態(tài)度，以工程頂層標(biāo)準(zhǔn)的制定和執(zhí)行為牽引，規(guī)范參與方之間的接口和基礎(chǔ)行為。

注重基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)

“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)注重共用的基礎(chǔ)性“規(guī)范”、“手冊”的制定，如坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)、元器件選用標(biāo)準(zhǔn)等，較少涉及實施的具體方法和細(xì)節(jié)。同時，“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)不但集中在工程研制的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，更針對性提出了一系列共性基準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)。如SSP 30425《空間站設(shè)計環(huán)境》中提出了共同遵循的太空環(huán)境條件，包括太陽活動變化等帶來的環(huán)境變化，日夜變化、季節(jié)性變化、電離層、銀河射電噪聲、流星、空間碎片、磁場等環(huán)境，便于所有參與方的統(tǒng)一理解。

6 結(jié)束語

“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)明確的整體協(xié)調(diào)和統(tǒng)一基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)思路在其長期的發(fā)展中起到了統(tǒng)一基準(zhǔn)、協(xié)調(diào)管理、引領(lǐng)發(fā)展的作用。對于我國載人空間站而言，應(yīng)仿照“國際空間站”工程標(biāo)準(zhǔn)的重點結(jié)構(gòu)和分布情況，不拘泥于固化研制過程的某項具體特有設(shè)計、技術(shù)、工藝的規(guī)范類標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)工程總體面向運(yùn)營的標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)、規(guī)劃和編制，如對外合作、統(tǒng)一協(xié)作的綜合要求性的標(biāo)準(zhǔn)，以及向全工程發(fā)布的模板、信息、索引指南等手冊類標(biāo)準(zhǔn)，形成要求、規(guī)范、手冊相匹配的標(biāo)準(zhǔn)體系，解決較明確的接口固化需求、安全性保證需求、空間應(yīng)用規(guī)范化需求、產(chǎn)品維修更換需求等，真正實現(xiàn)工程應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展相結(jié)合的雙贏。