(高清版)GB∕T 38255-2019 空间科学实验需求分析要求

ICS49.020V09空间科学实验需求分析要求国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T38255—2019本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国科学院提出。本标准由全国空间科学及其应用标准化技术委员会(SAC/TC312)归口。本标准起草单位：中国科学院空间应用工程与技术中心、中国科学院上海生命科学研究院植物生理国科学院上海技术物理研究所、中国科学院上海硅酸盐研究所、中国科学院物理研究所、中国科学院微1GB/T38255—2019空间科学实验需求分析要求1范围本标准规定了空间科学实验项目开展科学实验需求分析的依据、原则、流程、内容以及SRD编制要求。本标准适用于空间生命科学与生物技术实验、空间材料科学实验、微重力流体物理与燃烧科学实验、微重力基础物理实验等领域。其他领域空间科学实验可参照执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T28877—2012空间科学实验通用要求GB/T30114.1空间科学及其应用术语第1部分：基础通用3.1术语和定义GB/T28877—2012、GB/T30114.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1空间科学实验需求分析requirementsanalysisforspacescienceexperiments通过对空间科学实验项目的实验研究方案，空间技术平台(飞行器或有效载荷)能够提供的实验资条件要求和开展飞行实验各阶段的支持条件要求，并对相关要求的合理性进行说明。下列缩略语适用于本文件。SRD:科学实验需求文档(ScienceRequirementsDocument)4实验需求分析依据空间科学实验项目基于以下依据进行科学实验需求分析：a)科学实验项目的实验目标及其实验方案，包括实b)空间技术平台(飞行器或有效载荷)能够提供的实验资源条件，主要包括飞行任务时间、运行环c)空间技术平台(飞行器或有效载荷)能够为科学实验项目提供的实验支持条件及实验接口等；d)与开展空间科学实验相关的工程任务实施流程及其支持条件，包括发射场流程及条件、上行发射流程和条件、下行回收流程和条件等。2GB/T38255—20195实验需求分析原则科学实验需求分析遵循如下原则：a)项目管理方明确第4章b)～d)中的相关内容，作为科学实验需求分析的输入；b)科学研究方提出科学实验需求内容，并对需求的合理性进行分析，编写形成SRD;c)实验装置研制方及项目管理方应会签SRD;d)科学实验需求应根据地面专项试验的验证情况进行不断的优化；e)签署后的SRD作为各方科学实验项目实施的基本依据。6实验需求分析流程科学实验需求分析在科学实验项目地面研究及研制阶段完成，实验需求分析流程如图1所示。项目管理方科学研究方实验装置研制方实验装置否验证通过是是否图1空间科学实验需求分析流程示意图科学实验需求分析分为如下三个步骤：a)科学实验需求分析及评估：科学研究方基于科学实验方案、空间技术平台提供的技术资源条件、工程任务流程等，进行任务分析和实验需求研究，形成SRD。科学研究方、项目管理方和实验装置研制方根据科学实验需求的具体情况评估是否需要研制新的实验装置，如果需要，则根据SRD要求研制新的实验装置，否则，利用已有的实验装置开展科学实验需求验证。b)科学实验需求验证：科学研究方利用实验装置开展科学实验专项试验(包括匹配试验、安全性3GB/T38255—2019c)科学实验需求固化：实验需求验证通过后，固化科学实验需求的所有内容，并形成最终版SRD,作为实验装置飞行产品研制及科学实验工程实施的最终依据。7实验需求分析内容字对每项需求的合理性进行说明。空间技术平台资源条件分析主要包括以下内容：a)飞行任务时间；b)运行环境条件(舱内/舱外环境条件);c)轨道参数和姿态控制精度；d)重力条件(包括大小、方向和频率范围);e)有无航天员；f)空间辐照条件；i)空间技术平台可提供的实验支持功能及性能；j)空间技术平台可提供的实验支持接口。a)实验对象的名称及种类，例如实验样品(或实验工质)及实验材料(营养液、化学固定液等)的名称及种类；要求。示例2:开展空间实验时需要的气液供给与交换等条件要求，包括需要的气体或者液体类型、名称、流量、速4GB/T38255—2019对空间实验流程进行分析，具体内容如下：a)空间实验流程要求：提出空间实验流程、实验周期及实验频次；b)必要时，可根据实验参数检测和控制要求，给出空间实验测试矩阵表，并根据矩阵表进行实验流程设计。应对实验对象的处置要求进行分析，具体内容如下：a)实验过程中对样品(或实验工质)及实验材料的处置需求，如对样品(或实验工质)的处理、更b)实验样品(或实验工质)及实验材料的处置所需要的人、机支持条件等。7.3.5遥科学或其他天地配合要求应对科学实验的遥科学或其他天地配合要求进行分析，具体内容如下：a)空间实验需要的遥科学要求(时机、内容及流程等);b)其他飞行器或地面配合要求(时机、内容及流程等)。应对空间实验所获得的检测、图像观测数据，以及实验期间的实验条件数据进行分析，具体内容如下：a)提出对空间实验科学数据的格式、处理及分发要求；b)提出科学实验研究分析所需要的空间技术平台(飞行器或有效载荷)环境要素测量数据格式和处理要求。7.4工程实施需求提出科学实验项目在发射场的工作内容及其支持条件要求，具体内容如下：a)科学研究方应在发射场完成的工作项目、流程及其所需要的时间；b)发射场工作项目的保障条件要求，应包括进行发射场样品制备、加载所需要的环境条件及实验c)对于时效性要求较高的工作项目(如发射塔架临射前工作项目),应明确提出时间和其他条件约束要求。提出科学实验项目需要上行的对象和对象的特性，以及需要的支持保障条件，具体内容如下：a)需上行实验样品(或实验工质)及实验材料的物理、化学、生物学等特性；b)实验样品(或实验工质)及实验材料上行保障条件要求，即发射上行期间及在轨存储期间(开始c)实验样品(或实验工质)及实验材料在上行保障条件下的时间要求；5GB/T38255—2019d)根据a)和b)的分析结果，如需单独研制上行实验运输设备，可参考7.3,形成对上行实验运输7.4.2空间实验操作需求提出科学实验项目空间实验开始前后、实验期间以及下行回收前的工作内容及其支持保障条件，具体内容如下：a)在轨实验开始前，航天员在轨操作要求，如对上行实验样品(或实验工质)及实验材料的预处理(工作项目和工作保障条件)、装载等要求；b)在轨实验期间航天员的操作要求，如对在轨实验监视及控制等要求；c)在轨实验结束后，航天员在轨操作要求，如对需回收实验样品(或实验工质)及实验材料的处理要求)处置等操作要求；d)下行回收前航天员在轨操作要求，如对需回收实验样品(或实验工质)及实验材料的处理要求要求)等操作要求；e)对于时效性要求较高的工作项目，应明确提出时间和其他条件约束。提出科学实验项目需要下行的对象和对象的特性，以及需要的支持保障条件，具体内容如下：a)需下行回收实验样品(或实验工质)及实验材料的化学、物理或者生物学等特性；b)实验样品(或实验工质)及实验材料下行保障条件要求，即随飞行器下行期间需要的温度、湿c)实验样品(或实验工质)及实验材料回收保障条件要求，即下行后回收转运期间需要的温度、湿d)根据a)、b)和c)的分析结果，如需单独研制下行实验运输设备，可参考7.3,形成对下行实验运输设备的软件、硬件技术条件要求；e)实验样品(或实验工质)及实验材料在下行及回收保障条件下的时间要求。提出科学实验项目在任务实施的各阶段所需要的飞行或地面产品套量要求，具体内容如下：a)应统筹考虑并提出地面验证试验、空间飞行、地面对比实验等所需要的实验装置、实验容器等产品套量等要求；b)应统筹考虑并提出实验样品(或实验工质)及实验材料上行、下行及回收所需要的运输支持设备要求。应说明空间科学实验样品/工质、实验材料及实验产物的成分、危害性等安全性情况，提出安全性保证需求，确保实验样品/工质、实验材料、实验产物及其实验过程不对实验操作人员和航天员身体健康产生危害。6GB/T38255—2019其他科学实验项目所需要的工程实施要求。8SRD编制要求按照附录A给出的编制模板进行SRD的编制。7GB/T38255—2019(规范性附录)科学实验需求文档模板A.1前言对本项目的科学实验对象(如实验样品等)、实验目标及研究内容等进行简要介绍。A.2术语和缩略语介绍文件所使用的术语和缩略语定义。A.3依据和引用文件列出本文件的主要依据和引用文件，如科学实验需求分析的输入文件、科学实验方案报告等。A.4实验资源条件A.4.1实验资源条件需求汇总表表A.1给出了实验资源条件需求分析评估表格示例，必要时可对影响科学研究目标的部分重要资源条件或者实验支持能力提出更具体的实验资源支持要求。表A.1对空间技术平台实验资源条件需求汇总表项目名称空间技术平台支持条件需求/指标满足情况(满足/不满足)备注资源条件飞行任务时间轨道参数姿态控制精度运行环境条件舱内/舱外环境条件重力条件(包括大小、方向和频率范有无航天员空间辐照条件磁场GB/T38255—2019表A.1(续)项目名称空间技术平台支持条件需求/指标满足情况(满足/不满足)备注环境要素测量要求力、微重力、辐要求实验支持功能实验支持性能(机、电、热、信息等)需求A.4.2实验资源条件需求分析必要时，可针对表A.1的某些重要实验支持条件对科学实验需求的满足情况及其合理性进行分析A.5实验研究需求A.5.1实验研究需求汇总表表A.2给出了空间科学实验研究需求的表格示例，必要时建议给出最优需求指标。表A.2实验研究需求汇总表需求项目名称需求/指标备注1.实验对象物理、化学及生物特性种类/名称大小重量/容积/尺寸状态(液态/固态/气)挥发性实验样品/实验工质其他需要说明的物理、化学及生物特性2.实验控制、检测和观测如在轨需要多种检测方式，则可分别给出各检测方式对应的性能指标、检测时机及频次等要求89GB/T38255—2019表A.2(续)需求项目名称需求/指标备注实验检测和控制要求，包括需要监测和控制的参数内容、检测和控制时机及频次检测和观测方式如可见光显微观测、荧光/显微观测、光谱检测、气体浓度检测等性能指标对应观测方式的分辨率等时机频次3.实验流程实验模式实验流程实验周期及频次测试矩阵表(必要时)4.实验对象处置要求处置内容(例如实验样品更换、化学固定样品处置所需要人、机等条件5.遥科学或其他天地配合要求遥科学要求(时机、内容及流程等)其他飞行器或地面配合要求(时机、内容及流程等)6.数据处理要求科学数据的格式、处理及分发要求空间技术平台环境要素测量数据要求7.其他科学实验需求分小节逐项对表A.2提出的科学实验研究需求的合理性进行分析说明。必要时，对表A.2提出的科学实验研究需求进行逐项评估，对是否需要研制或改进实验装置给出A.6工程实施需求A.6.1工程实施需求汇总表GB/T38255—2019需求项目名称需求指标/指标备注常规工作项目及其时间可按顺序给出应在发射场完成的常规工作项目及其完成该项目所需要的时间常规工作项目保障条件发射塔架工作项目及其时间约束发射塔架工作项目保障条件上行实验样品/工质名称上行实验样品/工质状态(固/液/气)上行实验样品/工质尺寸/重量上行实验样品/工质保障条件要求，如温度、湿度、光照强度及周期、气液供给(交换)等必要条件及要求上行实验样品/工质存储时间要求预处理要求(工作项目、工作条件及时间)装载要求实验监视要求实验控制要求处理要求(工作项目、工作条件及时处理要求(工作项目、工作条件及时间)存储要求(储存条件及时间)废弃物处置要求(废弃物名称、状态、安全性、体积重量及处置方式等要求)处理要求(工作项目、工作条件及时存储要求(储存条件及时间)废弃物处置要求(废弃物名称、状态、安全性、体积重量及处置方式等要求)GB/T38255—2019表A.3(续)需求项目名称需求指标/指