ICS49.140 CCSV70 中华人民共和国国家标准 GB/T45741—2025 低地球轨道空间碎片寿命计算方法 Lifetimeestimationmethodofspacedebrisinlowearthorbit 2025-05-30发布 2025-09-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 轨道寿命计算流程 2 ……………………………………………………………………………………… 5 面积质量比估计 4 ………………………………………………………………………………………… 6 低地球轨道寿命时间计算模型 5 ………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 瞬时轨道根数和平均轨道根数的转换方法 7 ………………………………………… 附录B(资料性) 寿命计算需要关注的事项 8 …………………………………………………………… 附录C(资料性) 低轨道空间碎片寿命计算方法的原理说明 9 ………………………………………… 参考文献 10 …………………………………………………………………………………………………… ⅠGB/T45741—2025 前 言 本文件按照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》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归口。 本文件起草单位:中国科学院国家天文台、国家国防科技工业局重大专项工程中心、北京航空航天 大学、中国航天标准化研究所、北京空间飞行器总体设计部。 本文件主要起草人:刘静、张耀、李大卫、唐梦辉、王悦、郑峰椿、李杨、泉浩芳、冯昊、赵南英。 ⅢGB/T45741—2025 低地球轨道空间碎片寿命计算方法 1 范围 本文件规定了低地球轨道空间碎片在轨寿命计算方法,包括面积质量比计算方法和寿命时间计算 方法。 本文件适用于空间碎片减缓方案设计、航天器和运载火箭离轨轨道设计和空间碎片整体环境评 估等。 2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 低地球轨道 lowearthorbit;LEO 远地点高度低于2000km的地球轨道。 3.2 瞬时轨道根数 osculatingorbitelements 空间物体的瞬时位置和速度矢量的轨道根数。 3.3 平均轨道根数 meanorbitelements 忽略了一些由扰动引入的周期项变化得到的空间物体平均轨道运动轨道根数。 3.4 轨道寿命 orbitallifetime 从空间物体完成运行阶段(如有)和任务后处置阶段相关操作后或者空间碎片形成,到其再入地球 表面120km高度的时间间隔。 3.5 寿命计算 estimationoflifetime 利用空间碎片轨道参数、外形参数以及空间环境参数等信息,预测空间碎片轨道寿命。 3.6 大气面积质量比 area-to-mass-ratioforatmosphericdrag 空间碎片在轨运行时,空间碎片相对大气运动方向的等效迎风面积与空间碎片质量的比值。 3.7 光压面积质量比 area-to-mass-ratioforsolarradiation 空间碎片在轨运行时,空间碎片承受太阳光辐射压力作用等效截面积与空间碎片质量的比值。 3.8 地球非球形引力摄动 non-sphericalgravitationalperturbation 地球引力相对于地球质点引力的偏离效应所产生的扰动。 1GB/T45741—2025 3.9 大气阻力摄动 atmosphericdragperturbation 空间物体相对于大气分子高速运动受到的阻力效应产生的扰动。 3.10 太阳光压摄动 solar-radiationpressureperturbation 太阳辐射的光子作用于空间物体表面产生的动量交换所产生的扰动。 3.11 太阳光压系数 solarradiationpressurecoefficient 空间碎片反射太阳光子能力的无量纲参数。 3.12 近地点高度 perigeealtitude 空间物体绕地球运行的椭圆轨道上距地心距离最小的点的高度。 3.13 空间环境参数 spaceweatherparameter 可能影响空间碎片寿命的太阳活动剧烈程度以及地磁活动剧烈程度的参数。 注:一般采用F10.7参数和ap指数。 4 轨道寿命计算流程 4.1 概述 运行于低地球轨道的空间碎片,主要受到大气阻力、太阳光压和地球非球形摄动的影响。其中最主 要的因素是大气阻力摄动,在其影响下,空间碎片的高度逐渐降低,最终再入稠密大气层烧毁或者陨落 至地面。地球非球形摄动影响了空间碎片轨道偏心率的变化,从而影响其近地点高度变化。太阳光压 对于500km以上的空间碎片轨道半长轴和偏心率变化存在一定影响,500km以下,基本可忽略其 影响。 寿命计算流程主要包括3个阶段:面积质量比估计、近地点高度预报和寿命时间计算,如图1所示。 其中面积质量比估计阶段分为4个步骤,近地点高度预报分为3个步骤。 2GB/T45741—2025