徐巖 衛(wèi)巍 劉艷秋

（1中國(guó)航天標(biāo)準(zhǔn)化研究所，北京， 100071；2北京燕山電子設(shè)備廠，北京， 100192）

商業(yè)化航天，是航天工業(yè)發(fā)展到一定程度的必然階段。近些年商業(yè)航天發(fā)展勢(shì)頭迅猛，發(fā)射任務(wù)量逐年增加，面對(duì)未來(lái)商業(yè)化、常態(tài)化的發(fā)射形勢(shì)變化，2019年5月，國(guó)防科技工業(yè)局、中央軍委裝備發(fā)展部聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)商業(yè)運(yùn)載火箭規(guī)范有序發(fā)展的通知》，鼓勵(lì)商業(yè)資本進(jìn)入航天領(lǐng)域，并逐步開(kāi)放更多的國(guó)家發(fā)射場(chǎng)資源給商業(yè)發(fā)射任務(wù)。目前國(guó)內(nèi)已注冊(cè)的民營(yíng)火箭制造及發(fā)射公司已超過(guò)20家。這一形勢(shì)變化，也對(duì)發(fā)射服務(wù)方提出了更高的管理和技術(shù)運(yùn)行要求，中國(guó)商業(yè)航天亟需建立商業(yè)化發(fā)射服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系，滿足商業(yè)發(fā)射需求[1-2]。

有別于傳統(tǒng)發(fā)射任務(wù)的“工程兩總”指揮協(xié)調(diào)模式，目前我國(guó)商業(yè)發(fā)射組織模式，以商業(yè)發(fā)射服務(wù)合同為牽引，運(yùn)載方或者衛(wèi)星方承擔(dān)商業(yè)航天工程總體的職能，完成研發(fā)、試驗(yàn)等任務(wù)，商業(yè)發(fā)射活動(dòng)也以經(jīng)濟(jì)效益為考量，往往采用極為精簡(jiǎn)的發(fā)射隊(duì)伍，降低人力、物力成本。但是發(fā)射場(chǎng)由軍方管轄，執(zhí)行發(fā)射任務(wù)需層層批復(fù)，總裝、測(cè)試、合練等具體發(fā)射流程也遠(yuǎn)比商業(yè)發(fā)射要求的復(fù)雜，其管理模式和技術(shù)模式與商業(yè)市場(chǎng)并不太兼容。

考慮到航天技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)家相關(guān)政策需求，未來(lái)發(fā)射場(chǎng)有可能開(kāi)放更多的軍民共用發(fā)射工位、區(qū)域、地面設(shè)施和設(shè)備，簡(jiǎn)化相應(yīng)的管理方式和發(fā)射運(yùn)行流程，建立更加靈活的商業(yè)航天發(fā)射任務(wù)模式。所以，如何協(xié)調(diào)好商業(yè)火箭發(fā)射任務(wù)，滿足新的發(fā)射管理要求和技術(shù)運(yùn)行流程的需求，無(wú)疑是未來(lái)工作應(yīng)考慮的重點(diǎn)，也亟需標(biāo)準(zhǔn)化手段對(duì)發(fā)射流程、發(fā)射管理、測(cè)控通信、數(shù)據(jù)共享等工作進(jìn)行規(guī)范和統(tǒng)一[3-5]。

1 國(guó)內(nèi)外商業(yè)火箭發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

目前，商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域尚未形成有效的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，但有很多運(yùn)載火箭及發(fā)射場(chǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以作為商業(yè)火箭發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)制定的參考和依據(jù)。

1.1 國(guó)外商業(yè)火箭發(fā)射相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

為保證航天任務(wù)的效率和避免重復(fù)研發(fā)，國(guó)外航天組織早早認(rèn)識(shí)到，應(yīng)以行業(yè)或公司作為一個(gè)整體，去規(guī)劃并開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)[6]。美國(guó)宇航局（NASA）、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化合作組織（ECSS）、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）等國(guó)外機(jī)構(gòu)都建有完備的航天標(biāo)準(zhǔn)體系。

ECSS和NASA標(biāo)準(zhǔn)體系中，并沒(méi)有運(yùn)載發(fā)射服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)，但是有一些如接口、數(shù)據(jù)協(xié)議、地面設(shè)備設(shè)計(jì)、加注維護(hù)等內(nèi)容的發(fā)射服務(wù)類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，只是沒(méi)有劃分出來(lái)成為體系。

ECSS運(yùn)載火箭發(fā)射相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1，其中，E-ST-70C、E-ST-70-31C、M-ST-10C Rev 1等標(biāo)準(zhǔn)主要用于運(yùn)載火箭發(fā)射場(chǎng)地面系統(tǒng)和運(yùn)行的操作要求、操作細(xì)則以及監(jiān)控要求，E-ST-32-01C可以對(duì)產(chǎn)品失效進(jìn)行控制，保證運(yùn)載火箭的可靠性與安全性，E-10 Part 7A為星箭合練工作提供依據(jù)，便于實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)的交換。E-ST-35C適用于所有航天推進(jìn)系統(tǒng)的研制與使用。

表1 ECSS運(yùn)載火箭發(fā)射相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

NASA火箭發(fā)射相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括NASA本部以及其下屬各研究中心制定的標(biāo)準(zhǔn)、NASA按照自身需要優(yōu)選采用的標(biāo)準(zhǔn)（比如美國(guó)政府標(biāo)準(zhǔn)、符合自愿協(xié)調(diào)一致標(biāo)準(zhǔn)等），其中既有涉及對(duì)運(yùn)載火箭產(chǎn)品的驗(yàn)證要求、程序要求等的管理與通用標(biāo)準(zhǔn)，也有適用于運(yùn)載火箭設(shè)計(jì)、試驗(yàn)等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表2。

表2 NASA運(yùn)載火箭發(fā)射相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

其中，MSFC-RQMT-3221是在美國(guó)第二代可重復(fù)使用運(yùn)載火箭項(xiàng)目背景下，由NASA同國(guó)防部、航天界及學(xué)術(shù)界聯(lián)合提出的，是該項(xiàng)目的指南，主要用于指導(dǎo)運(yùn)載火箭的頂層規(guī)劃，明確商業(yè)火箭型號(hào)的任務(wù)定義、政府要求和商業(yè)要求等。

ISO火箭發(fā)射相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3，主要包括文件管理類(lèi)和流程管理類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)載器與發(fā)射場(chǎng)接口服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、以及發(fā)射場(chǎng)地面設(shè)備測(cè)試保障類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)等。

現(xiàn)以磁場(chǎng)作為參考系，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向垂直于磁場(chǎng)，設(shè)其速度為v1，電子在導(dǎo)體內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反，設(shè)電子在導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)的速度為v2，據(jù)此可計(jì)算得出電子相對(duì)于磁場(chǎng)的速度為：

表3 ISO運(yùn)載火箭發(fā)射相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

NASA和ECSS標(biāo)準(zhǔn)更偏重于發(fā)射場(chǎng)地面系統(tǒng)、綜合后勤保障相關(guān)，相對(duì)于這些標(biāo)準(zhǔn)，ISO發(fā)射場(chǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)更全面，不僅有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也有管理類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)幾項(xiàng)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，滿足了運(yùn)載發(fā)射運(yùn)行全過(guò)程中部分任務(wù)的需求，可以作為借鑒和參考對(duì)象。

1.2 我國(guó)商業(yè)火箭發(fā)射相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)現(xiàn)有運(yùn)載火箭標(biāo)準(zhǔn)大多是以保證運(yùn)載火箭系統(tǒng)本身和相關(guān)分系統(tǒng)的研制成功為目標(biāo)而制定的，而且以國(guó)軍標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主。目前國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有商業(yè)火箭的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。表4列出了我國(guó)現(xiàn)有運(yùn)載火箭發(fā)射服務(wù)相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。

表4 我國(guó)運(yùn)載火箭發(fā)射相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

綜上，國(guó)內(nèi)外目前還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，因此一方面可以吸納、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)；另一方面可以在分析研究商業(yè)發(fā)射活動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合其技術(shù)特點(diǎn)，總結(jié)固化成熟經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展商業(yè)發(fā)射相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

2 商業(yè)火箭發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)體系框架構(gòu)建

2.1 體系框架編制需求分析

隨著商業(yè)火箭技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)不斷擴(kuò)張，也對(duì)火箭發(fā)射服務(wù)的管理、需求、火箭研制、使用和處置等工作提出新的要求?，F(xiàn)階段我國(guó)商業(yè)航天主管部門(mén)不明確，商業(yè)發(fā)射、商業(yè)遙感等環(huán)節(jié)管理缺位，缺乏發(fā)展商業(yè)航天相關(guān)的法律法規(guī)和發(fā)展路線圖，難以滿足現(xiàn)有行業(yè)發(fā)展的需要，因此也對(duì)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)制定提出了新的需求，需要對(duì)商業(yè)航天的發(fā)展進(jìn)行科學(xué)管理和頂層設(shè)計(jì)，提出適用于商業(yè)運(yùn)載火箭未來(lái)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)體系框架，作為后續(xù)工作開(kāi)展的藍(lán)本和依據(jù)。

商業(yè)火箭發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及諸多方面和技術(shù)領(lǐng)域。一是需要開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)體系的總體設(shè)計(jì)，科學(xué)構(gòu)建；二是進(jìn)行商業(yè)航天標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定；三是標(biāo)準(zhǔn)梳理、對(duì)標(biāo)分析與驗(yàn)證；四是涉及標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施與應(yīng)用推廣。商業(yè)火箭發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)體系是商業(yè)航天頂層設(shè)計(jì)的重要組成部分，從頂層科學(xué)規(guī)劃商業(yè)火箭發(fā)射服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)研究制定、分析驗(yàn)證、實(shí)施應(yīng)用等一系列工作，有效滿足我國(guó)商業(yè)火箭發(fā)射發(fā)展的需求，規(guī)范商業(yè)航天市場(chǎng)活動(dòng)，推進(jìn)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展，提升商業(yè)航天產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2.2 體系框架編制原則

為了滿足我國(guó)商業(yè)運(yùn)載標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用需求，商業(yè)火箭發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)體系的原則如下。

a）實(shí)用性原則。未來(lái)發(fā)射服務(wù)市場(chǎng)有著的巨大潛力，要求商業(yè)運(yùn)載火箭應(yīng)當(dāng)具有適應(yīng)高頻次，大規(guī)模發(fā)射的能力，運(yùn)載火箭提供的發(fā)射服務(wù)必須能夠快速適應(yīng)用戶需求，所以體系中需要納入相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、指南等，對(duì)發(fā)射過(guò)程進(jìn)行規(guī)范和統(tǒng)一，為用戶提供清晰實(shí)用的發(fā)射指導(dǎo)。

b）繼承性原則。商業(yè)火箭發(fā)射活動(dòng)雖然是商業(yè)屬性，但整個(gè)發(fā)射行為核心，具體到運(yùn)載火箭這一技術(shù)對(duì)象，是不存在商業(yè)屬性的，因此在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)層面，可以直接采用大量現(xiàn)行有效的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

c）包容性原則。隨著我國(guó)商業(yè)運(yùn)載火箭技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)會(huì)在國(guó)際合作，例如在外星發(fā)射方面，有著更廣大的需求。面對(duì)不同的國(guó)內(nèi)以及國(guó)際發(fā)射服務(wù)任務(wù)，不同的載荷會(huì)對(duì)運(yùn)載火箭提出不同要求，所以也需要商業(yè)運(yùn)載標(biāo)準(zhǔn)體系兼容各級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)發(fā)射要求、發(fā)射服務(wù)的輸入環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一和規(guī)范，提高發(fā)射服務(wù)需求信息的統(tǒng)一性。也需要按照國(guó)際通行慣例和規(guī)則，結(jié)合具體的安全條款，規(guī)劃涉外發(fā)射的相關(guān)管理、服務(wù)方面的標(biāo)準(zhǔn)。

d）先進(jìn)性原則。鼓勵(lì)商業(yè)運(yùn)載研制、測(cè)試、生產(chǎn)等技術(shù)領(lǐng)域以及發(fā)射服務(wù)運(yùn)營(yíng)等管理領(lǐng)域的創(chuàng)新，引導(dǎo)相關(guān)企業(yè)對(duì)先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行固化，完善體系框架，及時(shí)編制標(biāo)準(zhǔn)，支撐整個(gè)商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。

e）通用性原則。盡管商業(yè)運(yùn)載各研制單位，都有獨(dú)有的核心技術(shù)，部分內(nèi)容涉及各自的知識(shí)產(chǎn)權(quán)或公司機(jī)密，很難規(guī)劃為標(biāo)準(zhǔn)，但行業(yè)內(nèi)也有著共性需求。例如，所有商業(yè)運(yùn)載火箭公司都要面向市場(chǎng)提供發(fā)射服務(wù)，整個(gè)發(fā)射過(guò)程需要嚴(yán)格的管理，既要有制度保證，也要求管理要求，這些對(duì)整個(gè)工作過(guò)程進(jìn)行規(guī)范的管理制度，是各家共性的需求，就可以編制為標(biāo)準(zhǔn)納入體系框架中。

2.3 體系框架基本結(jié)構(gòu)

商業(yè)火箭發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)體系框架可劃分為3部分，如圖1所示。該體系框架主要考慮商業(yè)運(yùn)載火箭發(fā)射服務(wù)全流程運(yùn)行模式，涵蓋了運(yùn)營(yíng)、產(chǎn)品保證、發(fā)射服務(wù)等方面，確保發(fā)射服務(wù)全流程有標(biāo)可依。該體系框架劃分也是借鑒了現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外宇航領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的特點(diǎn)，滿足體系構(gòu)建實(shí)用性、協(xié)調(diào)性和包容性的要求。

圖1 商業(yè)火箭發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)體系框架

a）運(yùn)營(yíng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)

第一部分是運(yùn)營(yíng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，主要對(duì)商業(yè)火箭發(fā)射及研制過(guò)程中所需的資產(chǎn)、設(shè)備、人員進(jìn)行約束。通過(guò)引入航天項(xiàng)目管理的理念實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)范管理，通過(guò)高水準(zhǔn)的監(jiān)管準(zhǔn)入門(mén)檻保證產(chǎn)品參研單位水平的統(tǒng)一，通過(guò)商業(yè)發(fā)射所涉及法律法規(guī)的指南標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)相關(guān)單位合規(guī)合法參與商業(yè)發(fā)射活動(dòng)。

b）產(chǎn)品保證標(biāo)準(zhǔn)

第二部分是產(chǎn)品保證標(biāo)準(zhǔn)，主要包括運(yùn)載火箭及相關(guān)產(chǎn)品發(fā)射前對(duì)發(fā)射成本和發(fā)射可靠性進(jìn)行控制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。包括火箭產(chǎn)品安全性、經(jīng)濟(jì)性、以產(chǎn)品質(zhì)量控制和質(zhì)量保證為核心的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

c）發(fā)射服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)

第三部分是發(fā)射服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)發(fā)射任務(wù)的具體流程進(jìn)行規(guī)范。主要包括發(fā)射服務(wù)方在提供發(fā)射服務(wù)時(shí)的發(fā)射準(zhǔn)備、發(fā)射流程、服務(wù)指南以及接口等方面的標(biāo)準(zhǔn)。具體包括與商業(yè)有效載荷的接口、與發(fā)射場(chǎng)對(duì)接和技術(shù)協(xié)調(diào)、發(fā)射場(chǎng)管理，火箭進(jìn)場(chǎng)流程（資質(zhì)等）、發(fā)射前審查、發(fā)射作業(yè)指導(dǎo)書(shū)等文件材料、發(fā)射申請(qǐng)、合同等標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

本文從商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域切實(shí)需求出發(fā)，對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀和適用情況開(kāi)展了調(diào)研分析。發(fā)現(xiàn)在商業(yè)火箭發(fā)射安全保障性、發(fā)射場(chǎng)相關(guān)要求以及發(fā)射后遙測(cè)通信等領(lǐng)域，現(xiàn)有部分標(biāo)準(zhǔn)可以滿足發(fā)射需要，但是對(duì)于一些有別于傳統(tǒng)運(yùn)載發(fā)射要求，涉及商業(yè)運(yùn)載發(fā)射特點(diǎn)的領(lǐng)域，例如發(fā)射運(yùn)營(yíng)及服務(wù)保證領(lǐng)域，缺乏標(biāo)準(zhǔn)支撐。針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出一個(gè)與商業(yè)發(fā)射需求相協(xié)調(diào)、可執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)體系。

因?yàn)橘Y本化商業(yè)化的驅(qū)動(dòng)，商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域相對(duì)傳統(tǒng)領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)迭代更新快、服務(wù)也更緊貼用戶多樣化需求，所以其標(biāo)準(zhǔn)體系框架的編制并非一勞永逸的工作，后續(xù)還需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，繼續(xù)提煉商業(yè)火箭標(biāo)準(zhǔn)化模式特點(diǎn)，不斷更新細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)框架，特別是商業(yè)化層面的標(biāo)準(zhǔn)需求、標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)等要進(jìn)行進(jìn)一步梳理完善。