海上航天发射基础设施标准体系研究

关键词：海上航天发射，基础设施，标准体系，逻辑框架图

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.03.015

0 引言

2023年底党中央已经明确把商业航天列为战略性新兴产业之一。航天发射是商业航天产业承上启下的关键环节。海上航天发射是基于自主航行船舶以及海工平台，在适当海域发射点位开展的运载火箭发射方式。相比陆基发射，其具有灵活性强、任务适用性好、发射经济性优的特点，是解决陆基发射工位不足的有效举措。2024年1月，国家市场监管总局等五部委联合发布《关于质量基础设施助力产业链供应链质量联动提升的指导意见》，要求围绕《质量强国建设纲要》，聚焦战略性新兴产业及未来产业，以协同领先的标准群增强产业链供应链稳定性。《国家标准化发展纲要》提出“构建技术、专利、标准联动创新体系”。综上，为开展海上航天发射标准化研究提供了政策依据。山东省东方航天港是我国目前唯一的海上航天发射技术服务港。截至2024年10月，东方航天港先后保障完成了国内13次发射任务，累计将75颗卫星送入太空，已初步形成海上航天发射保障机制流程，初步具备常态化海上发射能力。上海、广东阳江、海南文昌以及连云港等地，也正在纷纷推进海上发射及回收的研究论证。但是，国内外尚未建立海上航天发射基础设施标准体系，亟须构建覆盖全链条、全流程的海上航天发射基础设施标准体系，推动海上航天发射基础设施全链条质量协同升级。因此，加快推进海上航天发射基础设施标准体系建设，具有现实性与紧迫性。

1 海上航天发射基础设施标准体系现状

1.1 海上航天发射基础设施国际标准体系现状

1.1.1 ISO标准体系现状

在国际标准化组织（ISO）中，负责制定航天领域标准的是航空航天技术委员会（ISO/TC 20）下属的空间数据与信息传输系统分技术委员会SC 13以及空间系统及其应用分技术委员会SC 14[1]。截至2024年10月，SC 13已发布标准86项，正在制定的标准4项，其中6项标准与基础设施相关。SC 14已发布标准195项，正在制定的标准42项，其中20余项现行标准，6项在研标准与航天发射基础设施相关。

1.1.2 NASA标准体系现状

美国国家航空航天局（NASA）成立于1958年，主要承担政府来源的项目，还负责一些商业项目。NASA的标准体系全面覆盖了NASA的所有航天领域活动，涵盖了航天技术、空间勘探、宇宙探索、地球探索以及太空科学等方面的研究。截至2024年10月，NASA技术标准发布86项，中心标准发布232项，其中有20余项标准与航天发射基础设施有关。

1.1.3 ECSS标准体系现状

欧洲空间标准化合作组织（ECSS）由欧洲航天局（ESA）主导。该组织的核心任务是构建一个满足ECSS成员国需求的、固定的、统一的标准体系，旨在通过统一的标准方法消除合作中的障碍，从而增强欧洲空间项目的市场竞争力。为了避免欧空局（ESA）航天项目的费用上升并减少不必要的重复劳动，采用了统一的技术规范、指导方针，并结合了经过验证的硬件、软件和设计标准。截至2024年10月，ECSS发布标准142项，其中有10余项标准与航天发射基础设施有关。

1.1.4 ASTM 标准体系现状

美国材料与试验协会（ASTM）成立于1898年，目前ASTM有12，0 0 0多项标准在全球广泛应用。ASTM技术委员会中的F47商业太空飞行发布有关商业卫星的标准。据2022年7月ASTM官网报道，F47发布了航天安全新标准（ASTM F3550）。该标准将有助于提高商业航天飞行的安全性，为航天运营商提供安全事件的分类指南。截至2024年10月，F47委员会已制定标准10项，正在制定标准12项，其中有5项现行标准以及2项在研标准与航天发射基础设施相关。

由于各国际标准化组织与航天发射基础设施相关国际标准较多，本文不再一一列举，仅列出部分典型标准，示例如表1所示。

1.2 海上航天发射基础设施国内标准体系现状

中国航天标准是国家标准体系的重要组成部分，包括有国家军用标准（GJB）、国家标准（GB）、航天行业标准（QJ）、宇航团体标准以及企业标准[2]。现国内标准化组织有SAC/ TC 425全国宇航技术及其应用标准化技术委员会、深圳市航空航天产业协会（S Z A I A）、中关村领创商业航天产业发展联盟（ZC A I A）、中国航空航天工具协会（CATA）等标准化组织。

截至2024年10月，在SAC/TC 425全国宇航技术及其应用标准化技术委员会已发布的标准中，国家标准221项，相关国家标准计划37项。其中GB/T32302—2015《运载火箭与航天器接口要求》、GB/T32455—2015《运载火箭术语》等30余项标准与航天发射基础设施有关。

近年来，航天领域相关的标准体系研究情况见表2 ，海上航天发射基础设施标准体系是航天标准体系的细化研究。经检索发现，国家层面尚未建立统一的海上航天发射基础设施标准体系，我国海上航天发射基础设施标准化工作刚刚起步。

2 海上航天发射基础设施存在的问题

2.1 海上航天发射基础设施标准体系亟待建立

与陆基航天发射相比，海上航天发射基础设施的技术区、指挥区，以及组织指挥控制系统、测试发射系统、首区测控通信系统、航区测控系统、气象保障系统、勤务系统等基本可延续采用。两者的主要区别在于发射区、海洋环境保障等方面，也就是发射“适海性”方面。国内外的海上航天发射平台一般包括船舶、固定式海工平台、移动式海工平台，发射支持系统等多种发射基础设施。因此，迫切需要建立健全标准体系，对海上航天发射基础设施进行系统性引领。

2.2 海上航天发射基础设施关键标准缺失

与陆上发射相比，海上航天发射在信息系统间的互操作性、发射平台的稳定性等方面的标准化需求最为迫切[7]。一是需要避免海上航天发射“信息孤岛”问题，亟待制定《运载火箭海上发射基础设施 核心元数据规范》。同时亟须建立起星箭架船环五位一体化数据互操作模型，提高海上灵活发射、“零窗口发射”的决策效率；提高海上发射相关信息系统之间数据的一致性、准确性和完整性。二是需要减少海上风、浪、涌等复杂载荷对发射的影响，提高海上发射平台稳定性，亟待制定《运载火箭海上发射基础设施 发射平台选型规范》。需要通过规范发射平台的主要形参、抗风性、耐波性技术指标，指导优化发射平台的技术参数[8]，为形成船队化发射奠定基础。

2.3 海上航天标准化开放水平亟待进一步提升

从国际航天看，Sea launch公司、SpaceX公司以及德国不莱梅港都在海上航天活动方面进行了布局[9]。特别是经过SpaceX公司近300多次海上的成功回收，已充分验证了运载火箭可以经由海上回收，并多次重复使用。从我国航天发展来看，迫切需要“走出去”，共建“一带一路”，共兴“全球南方市场”。具体到标准化工作方面，就是需要国际国内联动，加大标准化的开放水平[10]。以海上航天发射基础设施标准化建设为突破口，加强标准化双边、多边交流，推动标准互换互认。促进中国航天标准的输出，扩大标准对外开放。同时，积极引进先进适用的国际标准，提高我国标准与国际标准的一致性程度。

3 海上航天发射基础设施标准体系构建

3.1 构建目标

海上航天发射基础设施标准体系，其构建目的是确保我国海上航天发射基础设施的稳定性、可靠性、集约性和高效性。通过加强海上航天发射基础设施标准体系的建设，提高我国海上航天发射快速发射、航班化发射的技术保障能力，助推我国海上航天发射特色产业集群的扩容集聚。

3.2 构建原则

海上航天发射基础设施标准体系构建应遵循GB/T 13016—2018《标准体系构建原则和要求》的基本原则。此外，还应遵循以下原则。

（1）需求引领、系统布局。围绕海上航天发射的快速发射、航班化发射需求，以及通用化、系列化、组合化三化发展目标，合理地规划海上航天发射基础设施的标准体系布局，并科学确定海上航天发射基础设施标准体系的边界、范围和层次。

（2）创新驱动、急需先行。以海上航天发射领域科技创新为内生动力，推进海上航天发射科技研发与标准研制协同发展，并围绕海上航天发射基础设施建设运营的质量短板与不足，加快推进一批海上航天发射基础设施关键技术标准研制。

（3）协同推进、协调一致。加强海上航天发射领域国家标准、国家军用标准、行业标准、团体标准和企业标准之间的协调配合和统筹衔接，同时也要坚持与国际接轨，提升我国海上航天发射基础设施标准与国际标准的一致性程度。

3.3 海上航天发射基础设施的结构分区

结合国际、国内现行标准，以及东方航天港海上航天发射的工程实践，提出海上航天发射基础设施的结构分区。

GB/T 32455—2024《航天术语 运输系统》中提到了“发射场”。ISO 17689：2023 Space systems -Interface control documents between ground systems，ground support" equipment and launch vehicle withpayload《航天系统 地面系统、地面支持设备和运载火箭之间的接口》控制文件中提到了“综合发射设施”“发射场”“发射系统”。图1为I SO 17689： 2023中的发射场结构示例图。

经过对上述标准以及海上航天发射工程实践的归纳、功能映射，提出海上航天发射基础设施的结构分区。分区包括有如下部分：一是技术母港区，是海上发射的技术服务保障部分[11]；二是海上发射区，是运载火箭发射的基础场地[12]；三是指挥测控区，是海上发射的姿态等测控保障部分[13]；四是环境保障区，包括通信保障系统，保障发射平台与陆地控制中心等之间的信息交互，以及自然环境保障系统，包括对海上的气象海况条件如风速、海浪、云层等情况进行监测等，以及安全防护、电磁环境保障系统等。海上航天发射基础设施结构分区如图2所示。

3.4 标准体系框架

以支撑海上航天发射的“快速发射”“航班化发射”为指引，以引领海上航天发射基础设施的通用化、系列化、组合化为建设思路，构建海上航天发射基础设施标准体系[12]。海上航天发射基础设施标准体系结构包括A基础通用、B发射母港设施、C发射及回收平台设施、D指挥控制设施、E环境保障设施、F质量评价6个部分[13]。主要反映标准体系各部分的组成关系。海上航天发射基础设施标准体系逻辑框架如图3所示。

（1）A基础通用标准位于标准体系结构的最左侧，支撑标准体系结构中的其他部分。

（2）B发射母港设施标准以现有相关国家军用标准为主，强化濒海的环境适应性修订，为海上发射提供母港服务技术标准支撑。

（3）C发射及回收平台设施标准，为发射及回收平台的设计、建造、验收、使用、运维等设施全生命周期等提供标准支撑。

（4）D指挥控制设施标准，以现有国家军用标准为主，为指挥控制设施提供标准支撑。

（5）E环境保障设施标准为安全放飞、精准降落提供标准支撑。

（6）F质量评价标准位于标准体系的最右侧，支撑标准体系结构中的其他部分，为标准体系建设提供质量合规评价标准保障。

4 海上航天发射基础设施标准化工作建议

4.1 构建统一的海上航天发射基础设施标准体系

建立海上航天发射标准化工作组，组织海上发射相关各方单位开展海上航天发射基础设施标准体系建设[14]。海上航天发射基础设施标准体系如图4所示。截至2024年10月，建立起涵盖现行有效、在研及拟制定的三部分标准组成的标准明细表。标准明细表中有国家标准101项，国家军用标准41项，行业标准41项，团体标准7项，共计190项。

4.2 推动重点标准研制部署，推动强链补链稳链

在持续开展前沿技术攻关的同时，同步开展先进技术标准的研制，围绕低成本商业运载火箭研制、液体火箭海上发射突破研究、海上发射基础设施数据互操作性、发射平台抗风浪稳定性等重点问题，加快开展标准研究制定工作，形成产业化与标准化并行推进的机制。

4.3 积极参与国际标准制修订，提高标准影响力

及时搜集与海上航天发射基础设施相关标准并将适合的国际标准进行采标。主动发布海上航天发射基础设施标准外文版，鼓励我国海上航天发射先进技术和装备国际应用。

4.4 实施海上航天发射基础设施标准化人才引育计划

支持高等院校、科研院所加快海上航天发射基础设施领域专业与标准化融合建设，培养创新型、应用型、技能型人才。鼓励地方与央企集团、科研院所共建海上航天发射基础设施标准化委员会，加快构建人才队伍。

5展望

产业政策方面，《山东省航空航天产业发展规划》提出要提升东方航天港发射保障能力，聚焦海上发射，建设国际领先的商业航天海上发射母港、国家级商业航天产业基地。《广东省推动商业航天高质量发展行动方案（2024—2028年）》提出统筹谋划完善航天基础设施，在阳江建立商业航天发射场，积极争取国家支持在阳江建设集卫星火箭总装、发射指挥控制于一体的卫星发射母港和海上发射基地。《山东省加快场景创新引领“十强产业”高质量发展行动计划（2025—2027年）》中提出布局一批产业提速成长场景。在空天信息领域，优先探索商业航天发射服务场景。技术方面，山东东方航天港正在积极组织运载火箭公司开展液氧煤油、液氧甲烷火箭的研制试验，助力数字航天高质量发展[15]。大航跃迁等创新组织也正在进行海上塔架式回收的研发试验。可以预见，在产业政策激励与技术快速迭代的双重加持下，我国“一南一北、固液兼容”的“机动发射+近岸发射”能力正在加速形成。构建起与发射能力相匹配的海上航天发射基础设施标准体系十分关键。因此，我们应建立起PDCA循环管理评估机制，在不断计划、实施、改进标准的过程中推动建立健全海上航天发射基础设施标准体系，助推我国海上航天发射基础设施的高质量发展。

作者简介

陈卫，本科，研究方向为标准化。

姜奎书，研究员，研究方向为标准化。

安洁，通信作者，硕士研究生，正高级工程师，研究方向为标准化。

熊绍东，硕士研究生，正高级工程师，研究方向为标准化。

杜健，硕士研究生，工程师，研究方向为标准化。

邓祥武，本科，高级工程师，研究方向为标准化。

陈丹月，硕士研究生，研究方向为标准审评。

胡春利，本科，研究方向为标准化。

王鹏，本科，高级工程师，研究方向为标准数字化。

（责任编辑：袁文静）