空間站艙外載荷接口要求標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)研究報(bào)告EnglishTitle:ResearchReportontheStandardizationofInterfaceRequirementsforExternalPayloadsonSpaceStations摘要隨著我國(guó)空間站工程的全面推進(jìn)，艙外科學(xué)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)試驗(yàn)的需求日益增長(zhǎng)，空間環(huán)境暴露試驗(yàn)、天文觀(guān)測(cè)、對(duì)地觀(guān)測(cè)及空間安全研究等均需長(zhǎng)期、穩(wěn)定的太空平臺(tái)支持。為規(guī)范各類(lèi)艙外載荷的接口設(shè)計(jì)，提升載荷與空間站平臺(tái)的兼容性、安全性與可靠性，制定《空間站艙外載荷接口要求》標(biāo)準(zhǔn)成為一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。本報(bào)告系統(tǒng)闡述了該標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)的目的意義、適用范圍及主要技術(shù)內(nèi)容，分析了其在工程實(shí)踐與國(guó)際合作中的重要作用。該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋機(jī)械、電氣、信息、熱控、機(jī)械臂接口等多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)維度，并包括安全性、工效學(xué)、電磁兼容性等系統(tǒng)級(jí)約束條件，為我國(guó)空間站艙外實(shí)驗(yàn)的高效實(shí)施和國(guó)際合作提供了標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)，具有顯著的戰(zhàn)略意義和工程應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：空間站；艙外載荷；接口標(biāo)準(zhǔn)；載荷適配器；在軌支持Keywords:SpaceStation;ExternalPayload;InterfaceStandard;PayloadAdapter;On-OrbitSupport正文一、立項(xiàng)目的與意義我國(guó)在空間環(huán)境材料器件暴露試驗(yàn)、空間環(huán)境數(shù)據(jù)獲取、空間育種、天文觀(guān)測(cè)、地球觀(guān)測(cè)及空間安全等多個(gè)研究領(lǐng)域，亟需能夠提供長(zhǎng)期、穩(wěn)定在軌支持的空間平臺(tái)?？臻g站暴露平臺(tái)因其可支持多種科學(xué)載荷的長(zhǎng)期在軌運(yùn)行與更換，成為實(shí)現(xiàn)上述科學(xué)目標(biāo)的理想載體。根據(jù)中國(guó)載人空間站工程的整體規(guī)劃，實(shí)驗(yàn)艙外部設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)化暴露平臺(tái)，并配套研制專(zhuān)用載荷適配器，作為艙外試驗(yàn)載荷的核心承載單元。該適配器除提供機(jī)械安裝接口、電源與通信支持外，還需支持載荷的在軌安裝、更換與回收功能。由于艙外載荷種類(lèi)繁多、接口形式復(fù)雜，為保障空間站平臺(tái)安全及實(shí)驗(yàn)任務(wù)順利實(shí)施，必須建立一套系統(tǒng)、規(guī)范且具備廣泛適用性的接口標(biāo)準(zhǔn)體系。該標(biāo)準(zhǔn)體系以艙外載荷接口支持為核心任務(wù)，覆蓋機(jī)械、電氣、信息、熱管理等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，從設(shè)計(jì)、制造、安裝到測(cè)試全流程提出統(tǒng)一技術(shù)要求，以實(shí)現(xiàn)接口的標(biāo)準(zhǔn)化與兼容性。此外，隨著國(guó)際空間站逐步退役，中國(guó)空間站有望成為未來(lái)唯一長(zhǎng)期在軌的大型載人航天器，國(guó)際合作需求將顯著增加。具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的接口標(biāo)準(zhǔn)，將成為我國(guó)開(kāi)展載人航天國(guó)際合作的重要技術(shù)基礎(chǔ)與軟實(shí)力體現(xiàn)。目前，已有百余項(xiàng)艙外載荷項(xiàng)目申報(bào)，參與單位包括中國(guó)科學(xué)院、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、航天科技集團(tuán)、航天科工集團(tuán)等國(guó)內(nèi)頂尖科研機(jī)構(gòu)與高校。本標(biāo)準(zhǔn)將從頂層規(guī)范接口設(shè)計(jì)，顯著提高載荷與平臺(tái)的匹配性，減少溝通成本，提升支持平臺(tái)的通用性與使用效率，為航天員與飛行器安全提供有力保障。綜上所述，本標(biāo)準(zhǔn)的制定對(duì)保障我國(guó)空間站工程建設(shè)、提升運(yùn)營(yíng)效率、推動(dòng)航天國(guó)際合作具有重要而緊迫的現(xiàn)實(shí)意義。二、范圍與主要技術(shù)內(nèi)容（一）范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了空間站艙外載荷在機(jī)械、供電、信息、熱控、機(jī)械臂接口等方面的技術(shù)要求，還包括工效學(xué)、安全性、電磁兼容性（EMC）等接口設(shè)計(jì)約束，以及載荷上行前的接口驗(yàn)證與測(cè)試要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于所有擬在中國(guó)空間站艙外部署的國(guó)際與國(guó)內(nèi)載荷產(chǎn)品的接口設(shè)計(jì)與驗(yàn)收。（二）主要技術(shù)內(nèi)容1.范圍明確標(biāo)準(zhǔn)適用的技術(shù)領(lǐng)域與工程階段。2.引用文件列出本標(biāo)準(zhǔn)引用的國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范文件。3.術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ)對(duì)“載荷適配器”“主動(dòng)端”“在軌照料”等專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行明確定義，確保理解一致性。4.艙外載荷支持方式規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)艙外載荷的支持形式、出艙方式及在軌操作流程。5.標(biāo)準(zhǔn)艙外載荷接口要求-機(jī)械接口：包括安裝結(jié)構(gòu)形式、外形尺寸、質(zhì)量限制、對(duì)接精度等；-供電接口：涵蓋電源特性、功耗限制、連接器類(lèi)型、電源管理協(xié)議等；-信息接口：包括1553B總線(xiàn)、以太網(wǎng)等通信協(xié)議的接口形式與數(shù)據(jù)傳輸要求；-熱接口：規(guī)定安裝面溫度范圍與漏熱控制要求；-巡檢接口：用于在軌狀態(tài)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)采集接口規(guī)范；-維修接口：針對(duì)適配器主動(dòng)端的可維修性設(shè)計(jì)要求；-輔助定位接口：為艙內(nèi)航天員操作提供輔助對(duì)接結(jié)構(gòu)建議（非強(qiáng)制）。6.非標(biāo)準(zhǔn)艙外載荷接口要求針對(duì)擴(kuò)展試驗(yàn)平臺(tái)和特殊掛點(diǎn)提出適應(yīng)性設(shè)計(jì)要求。7.與機(jī)械臂接口要求規(guī)范載荷與實(shí)驗(yàn)艙機(jī)械臂之間的接口形式及操作兼容性。8.工效學(xué)要求確保載荷設(shè)計(jì)符合航天員操作習(xí)慣與人體工程學(xué)原則。9.安全性設(shè)計(jì)規(guī)范包括機(jī)械安全、電氣安全、作業(yè)安全等方面的設(shè)計(jì)要求。10.電磁兼容性（EMC）規(guī)范規(guī)定載荷需滿(mǎn)足的空間電磁環(huán)境兼容性設(shè)計(jì)與試驗(yàn)準(zhǔn)則。11.檢驗(yàn)與測(cè)試明確載荷上行前需完成的地面接口驗(yàn)證試驗(yàn)項(xiàng)目與合格判據(jù)。介紹修訂單位：中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司（CASC）是我國(guó)航天科技工業(yè)的主導(dǎo)力量，承擔(dān)著載人航天、月球探測(cè)、北斗導(dǎo)航、空間站建設(shè)等多項(xiàng)國(guó)家重大工程任務(wù)。在空間站艙外載荷接口標(biāo)準(zhǔn)的制定中，CASC發(fā)揮系統(tǒng)總體單位作用，組織旗下中國(guó)空間技術(shù)研究院（CAST）、上海航天技術(shù)研究院（SAST）等骨干單位，協(xié)同科研院所與高校共同開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)與標(biāo)準(zhǔn)編制工作。其深厚的技術(shù)積累、豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及全面的質(zhì)量管理體系，為本標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、適用性與先進(jìn)性提供了堅(jiān)實(shí)保障。結(jié)論與展望《空間站艙外載荷接口要求》的制定與實(shí)施，將顯著提升我國(guó)空間站艙外實(shí)驗(yàn)任務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化水平和國(guó)際協(xié)作能力。該標(biāo)準(zhǔn)不僅服務(wù)于當(dāng)前工程急需，更為未來(lái)開(kāi)展更廣泛的國(guó)際載荷合作提供了技術(shù)基礎(chǔ)和制度保障。隨著中國(guó)空間站進(jìn)入常態(tài)化運(yùn)營(yíng)階段，本標(biāo)準(zhǔn)還將根據(jù)在軌實(shí)踐反饋和國(guó)際合作需求進(jìn)行持續(xù)修訂與完善，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)航天標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)與輸出，增強(qiáng)我國(guó)在載人航天領(lǐng)域的國(guó)際話(huà)語(yǔ)權(quán)與競(jìng)爭(zhēng)力。