《航天材料光学性能原位测试方法》编制说明

CSTM团体标准《航天材料光学性能原位测试方法》编制说明

（立项阶段□征询意见阶段□审定阶段□报批阶段□）

1、目的意义

航天材料在轨期间将受到空间真空、温度、紫外、空间辐射等环境的影响，

造成航天材料光谱反射率、光谱透射率、吸收率等性能的退化，严重影响航天器

组件的在轨功能，进而影响航天器的在轨安全和可靠性。因此，需要对航天材料

光学性能的在轨变化进行测试。

然而，航天材料的光学性能受真空的影响较大，根据国内外的研究表明，大

气环境尤其是氧气的存在可以对航天材料光学性能带来回复效应。因此，针对航

天材料光学性能的在轨变化试验和测试，需要对其开展原位测试。

航天材料的光学性能原位测试方法较多，常用的为光谱法测试和积分球法测

试，可以获得在真空环境下航天材料光谱反射率、透射率等光学性能，以用于航

天材料光学性能的在轨预示、航天材料选用等，以保障航天器的在轨安全和高可

靠性。

国内外相关单位发布的关于光学性能测试的标准主要集中在大气环境中，主

要有国际标准化组织ISO发布的ISO13142:2021《Opticsandphotonics—

Lasersandlaser-relatedequipment—Cavityring-downmethodfor

high-reflectanceandhigh-transmittancemeasurements》、ISO15368:2021

《Opticsandphotonics—Measurementofreflectanceofplanesurfaces

andtransmittanceofplaneparallelelements》、中国国家标准化管理委员

会发布的GB/T36403-2018《红外光学玻璃红外透过率测试方法傅里叶变换法》、

中华人民共和国国家军用标准GJB2023.1A-2012《材料和涂层反射率和发射率测

试方法第1部分:反射率》等。但针对航天材料光学性能原位测试的标准未见发

布。

在测试研究方面，我国的西安交通大学、中国科学院上海光学精密机械研究

所、北京卫星环境工程研究所等单位基于应用需求，多年从事航天材料光学性能

原位测试技术研究，搭建了基于光谱法测试和积分球法测试的原位测试装置，对

各类光学增透器件、反射器件等开展了试验研究和测试。但尚未建立相关标准规

范。

随着我国航天器发射的数量逐渐增多，尤其是商业航天的快速发展，各类光

学相关材料和器件在轨应用越来越多，亟需针对航天材料的光学性能原位测试建

立相关标准规范，以指导我国航天材料的光学性能原位测试分析。

2、预期的社会效益、经济效益

《航天材料光学性能原位测试方法》标准的建立，一方面将为航天光学类材

料的研发提供测试方法，为提升我国航天光学材料的研制水平提供支撑；另一方

面，将为航天材料的保证鉴定试验提供测试方法，保障航天材料光学性能测试的

可靠性和准确性。进而为航天器的设计和光学元件及相关组件的在轨服役性能提

供支撑。

3、工作简况

本标准来自于中国材料与试验标准化委员会航天材料标准化领域委员会

（CSTM/FC57）标准编制计划，项目计划编号为XXXXXX。西安交通大学牵头起草。

编制时间为2023年8月至2023年12月。标准的编写格式符合GB/T1.1-2020《标准

化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求。

本项目的计划要求为：2023年9月30日前完成征求意见稿；2023年11月30日

前完成送审稿；2023年12月31日前完成报批稿。

项目立项后，由西安交通大学成立了作为主要承办单位，中国空间技术研究

院、中国科学院上海光学精密机械研究所、北京卫星环境工程研究所、北京卫星

制造厂有限公司、哈尔滨工业大学、南昌理工学院、中科院国家空间科学中心等

成立了编制组。项目组成员包括技术人员和标准化专业人员。

a）立项阶段：2023年5月，西安交通大学牵头，中国科学院上海光学精密机

械研究所、中国空间技术研究院宇航物资保障事业部、北京卫星环境工程研究所

等对标准的立项必要性等进行研究和调研，基于国内的航天材料研制和评价需

要，达成了开展标准申请立项的共识，并向CSTM/FC57递交了标准立项申请。2023

年8月23日，中国材料与试验标准化委员会航天材料标准化领域委员会

（CSTM/FC57）在北京召开了《航天材料光学性能原位测试方法》团体标准的立

项评估会，会议通过了标准的立项评估。

b）征求意见阶段：征求意见公告，征求意见形式并简要描述，如发出XX家，

收回XX条，采纳XX条，不采纳XX条。详见征求意见处理表；

c）审定阶段：审定会记录；

d）报批阶段：审定后的修改完善；

本文件由编制组人员完成了标准编制以及编制说明的编写，分工见表1。

表1编制组人员分工

序

姓名单位任务分工备注

号

总体技术及

1.邱震钰西安交通大学

协调

2.高鸿中国空间技术研究院标准编制

3.崔云中国科学院上海光学精密机械研究所标准编制

4.丁义刚北京卫星环境工程研究所标准编制

5.陈玉西安交通大学标准编制

6.汤晓君西安交通大学标准编制

7.郭雅丽西安交通大学标准编制

8.成亮中国空间技术研究院标准编制

9.赵欢南昌理工学院标准编制

10.赵瑜哈尔滨工业大学标准编制

11.王馨悦中科院国家空间科学中心标准编制

12.代巍中科院空间应用工程与技术中心标准编制

13.王月北京天工科仪空间技术有限公司标准编制

14.王世金数字太空（北京）股份公司标准编制

4、标准编制的原则

（1）制订标准的依据

参照GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》

的规定编写。

（2）制修订标准的原则

a)一致性

本标准编写的过程中，充分征集了国内从事航天材料光学性能原位测试单位

参与，并就标准技术内容达成一致。

b)系统性

标准编写过程中，充分考虑了航天材料空间环境效应评估过程中，光学性能

原位测试过程全流程涉及到的要素。

c)规范性

本标准的额编写按照GB/T1.1及CSTM的相关编写要求进行编写。

d)普适性

本标准适用于航天材料光学性能原位测试，尤其是光学反射率、光学透射率

的原位测试，具有很好的普适性。

e)适用性

本标准适用于空间环境效应评估，尤其是真空环境下的航天材料光学性能原

位测试，充分避免大气对光学性能回复效应的影响，具有很好的适用性。

f)先进性

本标准是国内从事航天材料光学性能原位测试的广泛认可的研究成果，代表

了我国的最新研究进展，具有先进性。

5、确定标准主要技术内容的依据

（1）试验方法类标准

说明样品前处理及测试过程中试验条件的确定依据。根据标准制定需要，选

择下列至少两项操作，其中d项是必选项。

a）采用此试验方法标准在不同型号设备上的测试结果；

b）采用此试验方法标准在不同测试单位进行测试的结果；

c）采用此试验方法标准对不同来源样品进行测试的结果；

d）采用此试验方法标准在具有资质认定许可技术能力的实验室主导下的多

家比对结果。

[如技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等的论据，包

括试验、统计数据，解决的主要问题。]

不确定度评定：

基于多家比对过程对测试方法进行不确定度评定过程描述，包括A类不确定

度和B类不确定度来源。

6、主要试验或验证结果

列出比对试验主要试验或验证结果，验证标准中指标参数的合理性。

7、与国际、国外同类标准水平的对比情况

描述国内外关键指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情

况。

方法标准与相关国际＼国外＼国家＼行业＼地方＼团体标准

主要参数对比表

ISOGB/TGJB本标准

标准号ISO13142:2021

15368:202136403-20182023.1A-2012

Opticsand

Opticsand

photonics—

photonics—Lasers

Measurement

andlaser-related

of红外光学玻材料和涂层反

equipment—Cavity

reflectance璃红外透过射率和发射率

标准名ring-downmethod

ofplane率测试方法测试方法第

称for

surfacesand傅里叶变换1部分:反射

high-reflectance

transmittance法率

and

ofplane

high-transmittance

parallel

measurements

elements

规定了航

天材料光

学性能原

位测试的

规定了材料和

给出了利用目的、范

涂层双向反射

用于对光学透射率大使用光谱仪测傅里叶变换

率的测试要围和精

于99.9%的激光光学量平板表面的法测试红外

范围求、测试系统、

元件的透射率的精确反射率或透射光学玻璃红度、原理、

测试程序以及

测试。率外透过率的

数据处理方设备、条

方法。

法。

件、试样、

程序和数

据处理要

求等。

在相同测量条给出了使

件下，比较被

用分光光

测物体在给定

方向上的辐射度计和积

测量样品表面

测量样品表面光功率适量和漫反射

光功率的反射分球法的

原理的反射率或透射率的傅立叶变换参考体在相同

率或透射率的

相对变化。方向的辐射通测试原理

相对变化。

量，从而计算

得到被测物体

的双向反射率

因子。

制样要与样品实际使对样品尺寸对样品尺寸和对标准样

与样品实际使用一致

求用一致和加工提出加工提出了要

了要求求品和试验

样品均进

行了规定

对温度和

对温度和湿

试验条对温度和湿度

无无度提出了要湿度进行

件提出了要求

求可规定

色散分光光度对仪器波长对仪器设备的无

仪器设

无计、傅立叶变换等提出了要各个组成部分

备

分光光度计求进行了规定

给出了测

试验方给出了测试给出了测试步

光腔衰减振荡无

法步骤骤试步骤

给出了试

试验结给出了试验报给出了试验给出了试验报

给出了试验报告要求验数据处

果告要求报告要求告要求

理方法

误差来源包括无

波长（或波数）