《航天材料光學(xué)性能原位測(cè)試方法》編制說(shuō)明

CSTM團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《航天材料光學(xué)性能原位測(cè)試方法》編制說(shuō)明

（立項(xiàng)階段□征詢意見(jiàn)階段□審定階段□報(bào)批階段□）

1、目的意義

航天材料在軌期間將受到空間真空、溫度、紫外、空間輻射等環(huán)境的影響，

造成航天材料光譜反射率、光譜透射率、吸收率等性能的退化，嚴(yán)重影響航天器

組件的在軌功能，進(jìn)而影響航天器的在軌安全和可靠性。因此，需要對(duì)航天材料

光學(xué)性能的在軌變化進(jìn)行測(cè)試。

然而，航天材料的光學(xué)性能受真空的影響較大，根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究表明，大

氣環(huán)境尤其是氧氣的存在可以對(duì)航天材料光學(xué)性能帶來(lái)回復(fù)效應(yīng)。因此，針對(duì)航

天材料光學(xué)性能的在軌變化試驗(yàn)和測(cè)試，需要對(duì)其開(kāi)展原位測(cè)試。

航天材料的光學(xué)性能原位測(cè)試方法較多，常用的為光譜法測(cè)試和積分球法測(cè)

試，可以獲得在真空環(huán)境下航天材料光譜反射率、透射率等光學(xué)性能，以用于航

天材料光學(xué)性能的在軌預(yù)示、航天材料選用等，以保障航天器的在軌安全和高可

靠性。

國(guó)內(nèi)外相關(guān)單位發(fā)布的關(guān)于光學(xué)性能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)主要集中在大氣環(huán)境中，主

要有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO發(fā)布的ISO13142:2021《Opticsandphotonics—

Lasersandlaser-relatedequipment—Cavityring-downmethodfor

high-reflectanceandhigh-transmittancemeasurements》、ISO15368:2021

《Opticsandphotonics—Measurementofreflectanceofplanesurfaces

andtransmittanceofplaneparallelelements》、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員

會(huì)發(fā)布的GB/T36403-2018《紅外光學(xué)玻璃紅外透過(guò)率測(cè)試方法傅里葉變換法》、

中華人民共和國(guó)國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2023.1A-2012《材料和涂層反射率和發(fā)射率測(cè)

試方法第1部分:反射率》等。但針對(duì)航天材料光學(xué)性能原位測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)未見(jiàn)發(fā)

布。

在測(cè)試研究方面，我國(guó)的西安交通大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究

所、北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所等單位基于應(yīng)用需求，多年從事航天材料光學(xué)性能

原位測(cè)試技術(shù)研究，搭建了基于光譜法測(cè)試和積分球法測(cè)試的原位測(cè)試裝置，對(duì)

各類光學(xué)增透器件、反射器件等開(kāi)展了試驗(yàn)研究和測(cè)試。但尚未建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

范。

隨著我國(guó)航天器發(fā)射的數(shù)量逐漸增多，尤其是商業(yè)航天的快速發(fā)展，各類光

學(xué)相關(guān)材料和器件在軌應(yīng)用越來(lái)越多，亟需針對(duì)航天材料的光學(xué)性能原位測(cè)試建

立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以指導(dǎo)我國(guó)航天材料的光學(xué)性能原位測(cè)試分析。

2、預(yù)期的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益

《航天材料光學(xué)性能原位測(cè)試方法》標(biāo)準(zhǔn)的建立，一方面將為航天光學(xué)類材

料的研發(fā)提供測(cè)試方法，為提升我國(guó)航天光學(xué)材料的研制水平提供支撐；另一方

面，將為航天材料的保證鑒定試驗(yàn)提供測(cè)試方法，保障航天材料光學(xué)性能測(cè)試的

可靠性和準(zhǔn)確性。進(jìn)而為航天器的設(shè)計(jì)和光學(xué)元件及相關(guān)組件的在軌服役性能提

供支撐。

3、工作簡(jiǎn)況

本標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自于中國(guó)材料與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)航天材料標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域委員會(huì)

（CSTM/FC57）標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃，項(xiàng)目計(jì)劃編號(hào)為XXXXXX。西安交通大學(xué)牽頭起草。

編制時(shí)間為2023年8月至2023年12月。標(biāo)準(zhǔn)的編寫格式符合GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)

化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的要求。

本項(xiàng)目的計(jì)劃要求為：2023年9月30日前完成征求意見(jiàn)稿；2023年11月30日

前完成送審稿；2023年12月31日前完成報(bào)批稿。

項(xiàng)目立項(xiàng)后，由西安交通大學(xué)成立了作為主要承辦單位，中國(guó)空間技術(shù)研究

院、中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所、北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所、北京衛(wèi)星

制造廠有限公司、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南昌理工學(xué)院、中科院國(guó)家空間科學(xué)中心等

成立了編制組。項(xiàng)目組成員包括技術(shù)人員和標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)人員。

a）立項(xiàng)階段：2023年5月，西安交通大學(xué)牽頭，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)

械研究所、中國(guó)空間技術(shù)研究院宇航物資保障事業(yè)部、北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所

等對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)必要性等進(jìn)行研究和調(diào)研，基于國(guó)內(nèi)的航天材料研制和評(píng)價(jià)需

要，達(dá)成了開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)申請(qǐng)立項(xiàng)的共識(shí)，并向CSTM/FC57遞交了標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)申請(qǐng)。2023

年8月23日，中國(guó)材料與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)航天材料標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域委員會(huì)

（CSTM/FC57）在北京召開(kāi)了《航天材料光學(xué)性能原位測(cè)試方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的立

項(xiàng)評(píng)估會(huì)，會(huì)議通過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)評(píng)估。

b）征求意見(jiàn)階段：征求意見(jiàn)公告，征求意見(jiàn)形式并簡(jiǎn)要描述，如發(fā)出XX家，

收回XX條，采納XX條，不采納XX條。詳見(jiàn)征求意見(jiàn)處理表；

c）審定階段：審定會(huì)記錄；

d）報(bào)批階段：審定后的修改完善；

本文件由編制組人員完成了標(biāo)準(zhǔn)編制以及編制說(shuō)明的編寫，分工見(jiàn)表1。

表1編制組人員分工

序

姓名單位任務(wù)分工備注

號(hào)

總體技術(shù)及

1.邱震鈺西安交通大學(xué)

協(xié)調(diào)

2.高鴻中國(guó)空間技術(shù)研究院標(biāo)準(zhǔn)編制

3.崔云中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所標(biāo)準(zhǔn)編制

4.丁義剛北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所標(biāo)準(zhǔn)編制

5.陳玉西安交通大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)編制

6.湯曉君西安交通大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)編制

7.郭雅麗西安交通大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)編制

8.成亮中國(guó)空間技術(shù)研究院標(biāo)準(zhǔn)編制

9.趙歡南昌理工學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)編制

10.趙瑜哈爾濱工業(yè)大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)編制

11.王馨悅中科院國(guó)家空間科學(xué)中心標(biāo)準(zhǔn)編制

12.代巍中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心標(biāo)準(zhǔn)編制

13.王月北京天工科儀空間技術(shù)有限公司標(biāo)準(zhǔn)編制

14.王世金數(shù)字太空（北京）股份公司標(biāo)準(zhǔn)編制

4、標(biāo)準(zhǔn)編制的原則

（1）制訂標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)

參照GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》

的規(guī)定編寫。

（2）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

a)一致性

本標(biāo)準(zhǔn)編寫的過(guò)程中，充分征集了國(guó)內(nèi)從事航天材料光學(xué)性能原位測(cè)試單位

參與，并就標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容達(dá)成一致。

b)系統(tǒng)性

標(biāo)準(zhǔn)編寫過(guò)程中，充分考慮了航天材料空間環(huán)境效應(yīng)評(píng)估過(guò)程中，光學(xué)性能

原位測(cè)試過(guò)程全流程涉及到的要素。

c)規(guī)范性

本標(biāo)準(zhǔn)的額編寫按照GB/T1.1及CSTM的相關(guān)編寫要求進(jìn)行編寫。

d)普適性

本標(biāo)準(zhǔn)適用于航天材料光學(xué)性能原位測(cè)試，尤其是光學(xué)反射率、光學(xué)透射率

的原位測(cè)試，具有很好的普適性。

e)適用性

本標(biāo)準(zhǔn)適用于空間環(huán)境效應(yīng)評(píng)估，尤其是真空環(huán)境下的航天材料光學(xué)性能原

位測(cè)試，充分避免大氣對(duì)光學(xué)性能回復(fù)效應(yīng)的影響，具有很好的適用性。

f)先進(jìn)性

本標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)從事航天材料光學(xué)性能原位測(cè)試的廣泛認(rèn)可的研究成果，代表

了我國(guó)的最新研究進(jìn)展，具有先進(jìn)性。

5、確定標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容的依據(jù)

（1）試驗(yàn)方法類標(biāo)準(zhǔn)

說(shuō)明樣品前處理及測(cè)試過(guò)程中試驗(yàn)條件的確定依據(jù)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定需要，選

擇下列至少兩項(xiàng)操作，其中d項(xiàng)是必選項(xiàng)。

a）采用此試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)在不同型號(hào)設(shè)備上的測(cè)試結(jié)果；

b）采用此試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)在不同測(cè)試單位進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果；

c）采用此試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同來(lái)源樣品進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果；

d）采用此試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)在具有資質(zhì)認(rèn)定許可技術(shù)能力的實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)下的多

家比對(duì)結(jié)果。

[如技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、公式、性能要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等的論據(jù)，包

括試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，解決的主要問(wèn)題。]

不確定度評(píng)定：

基于多家比對(duì)過(guò)程對(duì)測(cè)試方法進(jìn)行不確定度評(píng)定過(guò)程描述，包括A類不確定

度和B類不確定度來(lái)源。

6、主要試驗(yàn)或驗(yàn)證結(jié)果

列出比對(duì)試驗(yàn)主要試驗(yàn)或驗(yàn)證結(jié)果，驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)中指標(biāo)參數(shù)的合理性。

7、與國(guó)際、國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情況

描述國(guó)內(nèi)外關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)比分析或與測(cè)試的國(guó)外樣品、樣機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比情

況。

方法標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)國(guó)際＼國(guó)外＼國(guó)家＼行業(yè)＼地方＼團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

主要參數(shù)對(duì)比表

ISOGB/TGJB本標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)號(hào)ISO13142:2021

15368:202136403-20182023.1A-2012

Opticsand

Opticsand

photonics—

photonics—Lasers

Measurement

andlaser-related

of紅外光學(xué)玻材料和涂層反

equipment—Cavity

reflectance璃紅外透過(guò)射率和發(fā)射率

標(biāo)準(zhǔn)名ring-downmethod

ofplane率測(cè)試方法測(cè)試方法第

稱for

surfacesand傅里葉變換1部分:反射

high-reflectance

transmittance法率

and

ofplane

high-transmittance

parallel

measurements

elements

規(guī)定了航

天材料光

學(xué)性能原

位測(cè)試的

規(guī)定了材料和

給出了利用目的、范

涂層雙向反射

用于對(duì)光學(xué)透射率大使用光譜儀測(cè)傅里葉變換

率的測(cè)試要圍和精

于99.9%的激光光學(xué)量平板表面的法測(cè)試紅外

范圍求、測(cè)試系統(tǒng)、

元件的透射率的精確反射率或透射光學(xué)玻璃紅度、原理、

測(cè)試程序以及

測(cè)試。率外透過(guò)率的

數(shù)據(jù)處理方設(shè)備、條

方法。

法。

件、試樣、

程序和數(shù)

據(jù)處理要

求等。

在相同測(cè)量條給出了使

件下，比較被

用分光光

測(cè)物體在給定

方向上的輻射度計(jì)和積

測(cè)量樣品表面

測(cè)量樣品表面光功率適量和漫反射

光功率的反射分球法的

原理的反射率或透射率的傅立葉變換參考體在相同

率或透射率的

相對(duì)變化。方向的輻射通測(cè)試原理

相對(duì)變化。

量，從而計(jì)算

得到被測(cè)物體

的雙向反射率

因子。

制樣要與樣品實(shí)際使對(duì)樣品尺寸對(duì)樣品尺寸和對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣

與樣品實(shí)際使用一致

求用一致和加工提出加工提出了要

了要求求品和試驗(yàn)

樣品均進(jìn)

行了規(guī)定

對(duì)溫度和

對(duì)溫度和濕

試驗(yàn)條對(duì)溫度和濕度

無(wú)無(wú)度提出了要濕度進(jìn)行

件提出了要求

求可規(guī)定

色散分光光度對(duì)儀器波長(zhǎng)對(duì)儀器設(shè)備的無(wú)

儀器設(shè)

無(wú)計(jì)、傅立葉變換等提出了要各個(gè)組成部分

備

分光光度計(jì)求進(jìn)行了規(guī)定

給出了測(cè)

試驗(yàn)方給出了測(cè)試給出了測(cè)試步

光腔衰減振蕩無(wú)

法步驟驟試步驟

給出了試

試驗(yàn)結(jié)給出了試驗(yàn)報(bào)給出了試驗(yàn)給出了試驗(yàn)報(bào)

給出了試驗(yàn)報(bào)告要求驗(yàn)數(shù)據(jù)處

果告要求報(bào)告要求告要求

理方法

誤差來(lái)源包括無(wú)

波長(zhǎng)（或波數(shù)）