国际空间站工程标准构建模式初探

孙晓君 李富军

（北京空间科技信息研究所，北京，100086）

国际空间站工程标准构建模式初探

孙晓君 李富军

（北京空间科技信息研究所，北京，100086）

文摘：以国际空间站标准（SSP标准）的基础要素为出发点，结合具体案例，分析SSP标准的以实用性、继承性、协调性为代表的构建原则，介绍SSP标准具有的系统规划下的“自上而下”和在标准化政策方向指导下的“自下而上”的构建特点。

国际空间站（SSP）；空间站标准；工程标准化。

国际空间站（SSP）上的各种构件、舱体、设备和供给由航天器多次运往轨道，然后由站上的航天员和遥控机械臂在轨道上进行组装，逐步形成规模庞大、结构完善的空间站[1]。国际空间站各种部件是由参与合作的多个国家分别研制的，包含了多个承制方。其中，美国和俄罗斯提供的部件最多，其次是欧空局、日本、加拿大和意大利。如此多的舱段结构，为了保证顺利地组装和对接，需要大量的制造类与生产类标准，才能实现共性的约束。国际空间站标准（SSP标准）作为以美国为主体、其他国家参与的工程标准，其目的在于确保各参与国之间空间站工程的合作协调顺利进行，以促进多边工程项目的有效研制和管理。

1 SSP标准文本信息

笔者通过国际空间站各个参与组织的官方网站、标准查询网站以及国外研究报告数据库等途径，获得了一系列与国际空间站相关的SSP标准完整文本的样本。通过对SSP标准文本的阅读，统计出其标准文本中包含的几类标准化信息，涉及管理、信息、时间以及与其他文件关联等多个维度，见表1。

2 SSP标准的构建原则

2.1 标准的实用性

为了保证国际空间站项目的顺利高效开展，各有关参与方制定了空间站标准。该标准应用于国际空间站项目，由主要承包商和所有产品承包商来实施。在标准适用范围内，为了给项目的参与方实现目标提供最大支持，保证项目参与方能够及时的以最佳费效比完成合作，保证项目的高可靠性和安全性，实现并满足国际空间站功能。在标准构建和管理过程中，标准需要能直接的解决问题，因此具有极强的目标导向性。

SSP标准本着需求牵引的原则，充分体现了“标准适用范围明确，谁使用、谁制定”，以及“需要什么标准，就制修订什么标准”的特点。

首先，在封面列出标准的执行方。如，为保证和便于宇宙开发事业团（NASDA）、欧空局（ESA）、美国航空航天局（NASA）等三方协调开展国际空间站项目，制定了三方执行的标准SSP 5700.1《密封式有效载荷硬件接口控制文档模板》；为保证和便于NASA、NASDA、加拿大航天局（CSA）、意大利航天局（ISA）等四方协调开展国际空间站项目，制定了SSP 30312《空间站项目的电气、电子、机电（EEE）和机械零部件管理和执行方案》。不同执行方的适用范围是不同的，通用性强的标准或适用于一系列型号研制的标准，涉及执行方的数量较多，专项性强的标准则适用范围较小。

表1 SSP标准文本中的标准化相关信息

其次，针对某一型号/项目提出特定的要求而制定的标准，从标准封面上标明的合同编号可以明确看出该标准是应用于哪一次的合作计划，同一合同编号来源于同一项目/同一任务。例如，合同NAS15-10000对应的总规范标准SSP 41000中提出的一些工作模式和性能要求，在相关具体标准中，则有对应的标准内容，包含人员、接口、软硬件、试验等一系列内容。而SSP 41000对于外部操作相关的工作模式明确提出支持出舱活动（EVA）操作，在其对应的标准中就有相关的SSP 30256《舱外活动（EVA）的标准接口控制文件》。

2.2 标准的继承性

由于国际空间站项目参与范围广，为空间站项目单独制定一套详细完整的、细化到具体操作点的标准架构需要很长时间。在国际空间站有新标准需求时，如何减少标准的制修订工作量、且使其具有良好的使用性是十分重要的。

SSP标准充分体现了“选用现有标准进行修订”以及“尽量适用国际空间站”、“以参与方现有标准为基础”的特点。每提出一个新的需求，涉及一个新的项目，或新增一个成员国，都需要相应的标准来约束和规范。但第一步都是观察是否存在现有标准，若有就先修订现有标准（包括内容和适用范围等）。如，SSP 30599《安全评审方法》，其版本A仅适用于NASA，而经过几次修订后的版本D则适用于俄罗斯、加拿大、欧空局、日本、NASA等多个参与方；而SSP 50481《废弃物管理方案》则在标准前言中说明了是以俄罗斯的标准为基础制定的。

SSP标准的制修订流程如图1所示。可以看出，在最终的5种国际空间站适用标准的来源方式中，只有一种方式是制定全新的标准，其余4种方式都是在已有标准的基础上进行制修订，或直接使用已有标准。这样做，大大减少了标准制修订的工作量，却提高了标准的效率。

图1 SSP标准制修订流程

●多个参与方要执行和遵守的标准。若针对空间站的且原来各参与方都没有相关的标准时，那么必然要制定新标准。若参与方有自身执行的独立标准时，则需要对各参与方标准进行评估，当存在某参与方的标准可以实现统一时，则以该标准为基础，制定相应的SSP标准；当不存在可以实现统一的某参与方的标准时，则需协调所有参与方标准来制定相应的标准。

●单个参与方要执行和遵守的标准。若标准不是所有国家都要遵守的，而是针对某一个参与方的，且对其他参与方无影响（如某一舱段的内部设计），则可以采用相应参与方所在国的标准，不需要制定SSP标准。因此，在SSP标准架构中，存在大量的其他协会的引用标准。只有当某一执行方的标准与其他参与方中间存在相互影响时，才统一制定标准。

2.3 标准的协调性

国际空间站项目涉及面广，参与组织机构较多，并且各参与成员机构都具有独立与完整的管理、研制、生产相关的标准和标准架构。

SSP标准不但要保证其标准之间的协调性，还要保证与参与方已有执行标准之间的协调。在SSP标准中，采用“引用和参考其他体系的标准”的方式，保证参与方在最短时间就能最高效的开展空间站项目，同时要保证对参与方自身标准的协调性。如：SSP 57000《密封式有效载荷接口要求文档》版本E的引用文件和参考文件中，就涉及了大量美国国家标准学会、国际空间数据系统咨询委员会、美国电子工业协会、国际标准化组织、国际电工委员会、约翰逊空间中心等多个协会和组织的标准以及美国军用标准、马歇尔中心标准；SSP 30423《空间站认可的电气、电子、机电零部件清单》中，引用了与EEE器件相关的美国军用标准、戈达德航天中心标准等一系列标准。SSP标准就在其他标准体系的支持下，既满足了空间站标准需求，也满足了与参与方原有标准的协调性。

而对于空间站工程中需要广泛采用的元器件、零部件标准，这是所有参与方都需要遵守的基础标准，这类标准体现在SSP标准的引用文件SSQ标准中，如SSQ 21005《电阻固定阻值薄膜芯片空间特性》等。

3 SSP标准的构建模式

现在的SSP标准源于自由号空间站。1984年，美国正式确立了研制永久载人轨道站的目标，后称“自由号空间站”，并邀请加拿大、欧洲和日本参加这一计划，先后与加拿大航天局、欧空局、日本政府达成协议。1993年，美国重新审查空间站计划，并重新进行设计，最终选中“阿尔法方案”，这样就变成了阿尔法国际空间站（InternationalSpaceStationAlphaProgram，ISSA），其基本准则是：尽可能多的使用自由号空间站的硬件和系统（约75%的自由号设计注入ISSA）；继续促成所有国际合作伙伴的加入，尽量减少冲突。与此同时，美国扩大了与俄罗斯在载人航天领域的合作，并在1994年签署协议，俄罗斯与其他合作伙伴一样，加入空间站的工作。

由此可见，国际空间站在建立之初就具有较强的继承性，而在之后随着工程的逐渐开展，逐渐调整以满足实际需求。SSP标准架构按照系统规划下的“自上而下”以及在标准化政策方向指导下的“自下而上”两种模式建立。

所谓“自上而下”就是指：在设计之初就进行全局的、总体的策划，系统、全面地考虑标准的目标、功能和范围，先勾画出标准的范围，规划出标准发展蓝图，然后再根据实际需求和技术发展开展具体标准的编制等工作。对于SSP标准，由于空间站本身具有较高的继承性，标准也具有一定的继承性，如管理系列相关标准、产品保证相关标准、美国舱段的相关标准等，而这些标准之间的相互关系及结构也是有继承性的，这点从查到标准的要素中就能显示出来。如，SSP 30695《验收数据包要求规范》，该标准的版本A由NASA于1994年颁布（国际空间站计划正式实施的前1年），标准要素中还标明了该标准适用于阿尔法国际空间站，而相关的部分引用和参考文件来源于国际空间站项目（ISS）。再如，SSP 30599《安全评审方法》，该标准的版本A于1995年发布，标明适用于ISSA，而发布于2000年的修订后的版本B则标明适用于ISS。这说明，在SSP标准架构构建之初沿用了前期的标准架构，或者说是标准规划，并由此提供给了SSP标准架构一个雏形。

所谓“自下而上”就是指：在不具备标准规划蓝图的情况下，依据标准化主持单位或相关专业的技术委员会确定的标准化工作方向，编制方结合实际需求，申报标准编制项目，由标准化主持单位或相关的专业技术委员会予以批准，并对标准进行管理。在国际空间站的建设过程中，除了一些具有共同性的标准需要合作伙伴共同遵守以外，还存在一些工程特有的标准，如，SSP 50094《关于ISS俄罗斯舱段的NASA/RSA联合规范标准文件》和SSP 42007《美国在轨舱段与意大利迷你密封式后勤舱段接口控制文件》等。这些标准并不在原有的国际空间站系统规划框架内，都是在国际空间站工程逐渐开展后，根据发展方向需要，重新规划、审批、组织制定的。这样类似的标准，经过不断长期积累，逐渐形成了一定的规模。

由上述可知，SSP标准架构的建设是在具有一个初步规划的基础上，基于实际需求，逐渐制定新的标准，而后再加入原有的规划中。

SSP标准作为国际合作的代表性工程标准，在标准规划过程中，前期继承了美国阿尔法空间站的全局和总体策划，很快构成了系统的、全面的标准基础需求。对于工程基础设计类标准，则沿用前期成熟标准、移植或继承相关领域或国家/协会完善标准的方式，快速统一了国际合作的基础需求。随着国际空间站项目的不断发展，重新规划、审批、组织制定一些新增项目的专项标准，并不断扩大标准的覆盖范围和结构。这样形成的SSP标准具有强大的实用性，对工程有着充分目标的指导作用。

对于我国空间站而言，从顶层统筹的规划和管理的角度，考虑到未来国际合作、军民协调等发展需求，应充分借鉴国际空间站的标准建设经验，在工程建设初期，以载人航天前期工程固化的国家标准、国家军用标准、行业标准等为基础，加强基础设计要求类标准、接口统一性标准等的建设，从工程总体设计的顶层开始自上而下进行推广，避免研制过程中的反复修改，提高效率，为未来合作扩展与对外接口的统一打下标准化基础。

[1]庞之浩．国际空间站现状概述．载人航天[J]. 2006（3）．

孙晓君（1986年—），女，工程师，硕士研究生，主要研究方向为航天器标准规划、标准制修订管理等。