GB/Z 188-2026 空间碎片在轨清除指南

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

GB/Z 188—2026

空间碎片在轨清除指南

2026⁃07⁃02 发布

国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会

前言

本文件为规范类指导性技术文件。

本文件按照 GB/T 1.1—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/TC 425)提出并归口。

本文件起草单位：上海宇航系统工程研究所、国家国防科技工业局重大专项工程中心、中国科学院国家天文台、中国航天标准化研究所。

本文件主要起草人：肖余之、靳宗向、靳永强、赵真、崔宇新、吴建桔、索乐、唐梦辉、刘静、泉浩芳、王卫楠、王洪宇、孟涛、顾亦磊、张剑。

引言

由于人类空间活动日益频繁，地球轨道上的航天器及其产生的各类空间碎片快速增长，威胁在轨航天器运行安全。空间碎片问题备受国际社会关注，联合国和平利用外层空间委员会(COPUOS)提出空间碎片减缓理念，鼓励国际社会通过制定减缓标准、发展减缓技术、实施减缓处置，最大限度地减少或弱化太空活动中空间碎片的产生，抑制空间碎片的增长，实现空间环境保护、太空轨道资源可用性。

为保护空间环境，确保航天事业可持续发展，开展空间碎片在轨清除任务，使在轨空间碎片离开其运行轨道，减少在轨危害性，并满足空间碎片减缓要求，推动空间碎片环境治理，实现航天事业健康有序发展。

通过制定本文件，更好地规范相关工作流程，降低操作风险，提高空间碎片清除任务实施的透明度。

1 范围

本文件确立了空间碎片在轨清除的总体原则，提供了技术方案、任务流程、任务后评估、任务通报与信息公开的指导。

本文件适用于低轨、中轨、高轨等地球轨道上厘米级以上空间碎片的清除。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T 34513 空间碎片减缓要求

3 术语和定义

GB/T 34513 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

空间碎片主动清除 active space debris removal;ADR

通过人为干预，将失效的航天器等空间碎片从运行轨道上移除，以减缓空间环境恶化的技术活动。 3.2

空间碎片清除服务飞行器 space debris removal service vehicle

设计用于主动探测、抵近、捕获空间碎片，并利用动力将其从原运行轨道上移除，以消除其对空间环境长期威胁的航天器。

空间碎片主动清除实施方案 implementation plan for active removal of space debris

根据空间碎片在轨特性，为成功执行一次或一系列空间碎片清除任务，所制定的涵盖技术路径、任务流程、系统组成、任务协调、国际协作等要素的综合性可操作方案。

成功清除概率 probability of successful removal

达成空间碎片主动清除任务目标的可能性。

捕获方式 capture method

用于与空间碎片建立物理连接的技术手段。

离轨方式 de⁃orbit method

用于将空间碎片从原运行轨道上移除的技术手段。

主动离轨 active de⁃orbit

通过施加外部可控动力或利用可控的物理机制，有意识地、人为地改变空间碎片运行轨道，使空间

碎片受控提前进入大气层烧毁，或转移至其他运行轨道的技术行动过程。

被动离轨 passive de⁃orbit

空间碎片通过附加无动力离轨装置，利用地球引力、稀薄大气、太阳辐射、地磁场等空间环境因素改变原飞行轨道的离轨方式。

任务后处置 post⁃mission disposal;PMD

航天器实施完在轨任务后的轨道处置过程。

注：对于地球静止轨道卫星一般指转移至坟墓轨道，对于低轨卫星一般指再入地球大气层烧毁。

自然轨道衰减 natural orbital decay

空间物体在轨仅受空间环境影响，自然地逐步降轨直至再入地球大气层的过程。

碰撞规避 collision avoidance

航天器规避来自其他航天器、火箭残骸、空间碎片等空间物体碰撞风险的过程。

空间碎片责任方 responsible party for space debris

对空间碎片的产生及其安全处置负主要责任的实体机构。

空间碎片清除服务提供方 provider of space debris removal services

研制或使用空间碎片清除服务飞行器，提供空间碎片主动清除服务的实体机构。

空间碎片监管方 regulatory authority for space debris

承担空间碎片清除任务各阶段协调、审核、批准职责的国家或国际政府性实体机构。

4 缩略语

下列缩略语适用于本文件。

GEO：地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit)

HEO：大椭圆轨道(Highly Elliptical Orbit)

LEO：低地球轨道(Low Earth Orbit)

MEO：中地球轨道(Medium Earth Orbit)

5 总体原则

开展空间碎片在轨清除遵循以下原则：

a) 空间碎片目标优先选择国家授权单位发布的空间碎片风险等级目录中的空间碎片;

b) 开展空间碎片清除技术方案的可行性、安全性综合评估，评估可行，成功清除概率高;

c) 在服务过程中不影响其他在轨航天器运行安全，避免发生碰撞，避免产生新碎片。

6 技术方案

6.1 概述

空间碎片清除服务提供方与空间碎片责任方依据置信度高的数据源共同制定空间碎片主动清除

实施方案，避免对其他在轨航天器造成安全风险，确保与国际空间站、中国空间站等高价值航天器保持安全间距。方案实施中，动态分析任务风险，视情况调整。

空间碎片主动清除实施方案包含如下内容：

a) 实施方案基本信息：任务目标、任务流程、任务轨道、清除服务卫星能力、捕获离轨载荷方案、清除处置后的长期演化分析、安全预案和任务后处置等;

b) 空间碎片基本信息：入轨时间、轨道参数、外形尺寸、光学特性、电磁特性、结构材质、质量惯量和运动特性等;

c) 成功判据：符合空间碎片减缓要求，满足清除任务目标;

d) 安全性评估：实施方案的技术可行性和安全性分析，任务风险评估及应对措施;

e) 任务后评估：空间碎片任务后处置演化分析，包括在轨发生碰撞解体的风险、在坟墓轨道滞留时间、再入大气后对地面人员和资产的危害性等。

6.2 空间碎片在轨清除预期效果

6.2.1 任务目标

开展空间碎片主动清除，成功清除概率不宜低于 95%。

空间碎片在轨清除过程，宜满足以下安全阈值：

a) 与待清除空间碎片的碰撞概率不高于 10-4;

b) 5 d 内与其他任意空间物体的交会距离不小于 50 km;

c) 5 d 内与其他任意空间物体的碰撞概率不高于 10-7。

6.2.2 实施 LEO 保护区空间碎片清除的预期效果

LEO 保护区是航天器部署最多的区域，在该区域实施空间碎片清除任务，首选捕获后主动离轨方式，以受控状态再入大气层，再入位置首选人口密度较小的地球表面撞击区。

原滞留在 LEO 保护区的空间碎片在被清除后，宜达成以下预期效果：

a) 自然轨道衰减至再入大气层的时间不超过 5 年;

b) 再入大气前与 10 cm 以上空间物体碰撞概率小于 10-3;

c) 碰撞动能大于 15 J 的残骸导致地面人员伤亡的概率小于 10-4。

注：保护区定义见 GB/T 34513。地球轨道保护区定义如下：

a) GEO 保护区：轨道高度在地球同步轨道高度的±200 km，轨道倾角在±15°的区域;

b) LEO 保护区：轨道高度低于2 000 km 的区域。

6.2.3 实施 MEO区域空间碎片清除的预期效果

原滞留在 MEO 区域的空间碎片在被清除后，宜达成以下预期效果。

a) 清除后可能再入地球大气的情形：

1) 以首次进入 LEO 保护区时刻为起始，自然轨道衰减至再入大气层的时间不超过 5 年;

2) 与 10 cm 以上空间物体在 100 年内或再入前碰撞概率小于 10-3;

3) 碰撞动能大于 15 J 的残骸导致地面人员伤亡的概率小于 10-4。

b) 清除后可能长期留轨的情形：

1) 清除后在任一轨道保护区内的累积时间不超过 5 年;

2) 清除后 100 年内不会进入 LEO 保护区、GEO 保护区或其他轨道保护区;

3) 与 10 cm 以上空间物体在 100 年内碰撞概率小于 10-3。

6.2.4 实施 GEO 保护区空间碎片清除的预期效果

原滞留在 GEO 保护区的空间碎片在被清除后，宜达成以下预期效果：

a) 在任一轨道保护区内的时间不超过 5 年;

b) 清除后 100 年内不会进入 GEO 保护区或其他轨道保护区;

c) 与 10 cm 以上空间物体在 100 年内碰撞概率小于 10-3。

6.2.5 实施 HEO区域空间碎片清除的预期效果

原滞留在 HEO 区域的空间碎片在被清除后，宜达成以下预期效果：

a) 空间碎片的轨道自然衰减至再入大气层的时间不超过 200 年;

b) 在任一轨道保护区内的时间不超过 5 年;

6.3 空间碎片在轨清除服务卫星能力

根据空间碎片主动清除实施方案特点，空间碎片清除服务飞行器具备探测识别、姿轨控制、捕获离轨和碰撞规避等能力。

a) 探测识别：具备空间碎片的多体制探测和识别能力，能够在公里级至米级范围内，测量空间碎片的相对于空间碎片清除服务飞行器的相对位置和速度、相对姿态和角速度等导航信息，在线或离线估计空间碎片外形尺寸、角动量矩方向、自旋角速度和章动角等信息。

b) 姿轨控制：具备姿态与轨道控制能力，能够实现对空间碎片的抵近、绕飞、悬停等控制，能够满足在轨实施主动碰撞规避操作。

c) 捕获离轨：具备一种或多种方式完成空间碎片的可靠捕获和安全离轨的能力。

d) 碰撞规避：具备空间态势感知能力，并根据碰撞预警数据进行机动规避。

空间碎片清除服务卫星宜优先采用低成本、批量捕获方式，单次任务清除多个空间碎片，具备在轨推进剂补加、捕获离轨载荷补给能力，形成常态化在轨空间碎片清除服务能力。

6.4 空间碎片在轨清除技术方案

宜综合考虑空间碎片特性参数、空间碎片轨道高度、外形尺寸、构型特征、燃料消耗、在轨滞留时间和任务技术风险等多方面因素，进行多方案比选，开展地面试验和任务推演后确定合适的捕获和离轨方式。空间碎片特性参数见附录 A。 以下给出了推荐的空间碎片捕获和离轨方式选择方案。

a) 空间碎片捕获方式：空间碎片的捕获方式包括刚性捕获、柔性捕获等。 刚性捕获方式通过捕获装置实现与空间碎片的刚性连接，如飞爪夹持、机械臂抓捕和磁吸捕获等。柔性捕获方式通过柔性织物或弹性结构实现与空间碎片的软连接，如飞网捕获、飞索缠绕和收集器收纳等。

1) 根据空间碎片几何尺寸选择适宜的捕获方式：对于米级、分米级空间碎片，宜采用飞网捕获、飞索缠绕、飞爪夹持、机械臂抓捕和电磁吸附等捕获方式;对于分米级、厘米级空间碎片，宜采用收集器捕获等方式。

2) 根据空间碎片运动特性选择适宜的捕获方式：对于姿态定向或小幅自旋章动的稳定空间碎片，首选刚性捕获方式形成刚性连接的组合体 ;对于具有较大自旋章动的失稳空间碎片，宜采用柔性方式。

b) 空间碎片离轨方式：空间碎片捕获完成后，实施空间碎片的离轨，离轨方式主要包括动力主动离轨、增阻被动离轨两大类。

1) 动力主动离轨方式：通过为空间碎片施加额外动能，实现快速抬轨或降轨，改变原飞行轨道，如动力接管、推移驱离、拖曳离轨和电动力绳等。

2) 增阻被动离轨方式：通过增加空间碎片的面质比，提高其在低轨的大气阻力作用，实现加速降轨再入大气层，如离轨帆、增阻球等。增阻被动离轨主要适用于 600 km 以下区域。

c) 除根据空间碎片的几何尺寸、运动特性选择合适的捕获、离轨方式外，还宜考虑空间碎片的光学特性、电磁特性、结构材质对空间碎片清除服务飞行器的跟瞄探测设备、抵近捕获的约束。整体上，各类型空间碎片的捕获方式和离轨方式均有其适用范围，需结合具体场景综合考虑技术成熟度、任务风险等因素。

7 任务流程

7.1 流程阶段划分

空间碎片在轨清除流程包括但不限于远程交会、抵近捕获、离轨处置、主动撤离等阶段。

a) 远程交会。空间碎片清除服务飞行器在地面导引下，抵近待清除空间碎片。在安全距离外，空间碎片清除服务飞行器上的相对导航跟瞄设备发现待清除空间碎片，飞行器上的导航、制导与控制系统切换为自主闭环模式。通过控制与待清除碎片的相对位置、相对速度等参数，抵近至相对空间碎片的设定范围内，保持相对伴飞，建立实施后续任务的条件。

b) 抵近捕获。空间碎片清除服务飞行器抵近至空间碎片附近执行定向观测，完成空间碎片基本信息的采集工作。之后空间碎片清除服务飞行器抵近至捕获装置工作距离，完成对空间碎片的捕获，并建立可靠物理连接。

c) 离轨处置。空间碎片清除服务飞行器针对空间碎片实施离轨处置，实现空间碎片主动或被动离轨机动，如拖曳离轨、抓持离轨、安装增阻装置等。

d) 主动撤离。空间碎片清除服务飞行器执行清除任务后，与空间碎片解除物理连接，沿安全通道远离。必要时，对分离后的空间碎片进行定向观测，确认空间碎片的离轨状态。

7.2 各阶段需考虑的要点

为降低意外风险，空间碎片清除服务飞行器执行碎片清除任务过程中宜考虑以下要点。

a) 待清除的空间碎片选定后，规划任务执行窗口。尽可能选择与其他空间物体交会风险小的路径，并对任务安全性开展分析。

b) 在任务流程各阶段，合理规划抵近路径、相对位姿、光照条件、测控覆盖率和能源阈值等约束条件，有效管控实施风险。

c) 在抵近捕获阶段，提前设定可接受的相对测量和控制精度、捕获离轨载荷状态等关键参数阈值，通过持续监测空间碎片清除服务飞行器遥测数据，对任务风险进行动态评估。

d) 对碎片清除任务中出现的重大安全风险，及时终止或调整实施方案。

e) 在任务流程各阶段，避免对空间环境和其他在轨航天器运行安全造成影响。

f) 在任务流程各阶段，设定任务终止安全预案，建立碰撞风险筛查与识别、碰撞风险防范与化解机制。

8 任务后评估

空间碎片清除任务后，可采用光学、雷达等设备对清除后的空间碎片进行持续跟踪监测、演化分析和风险规避预警。

依据空间碎片离轨状态、轨道动力学摄动模型和空间环境信息等数据，对空间碎片处置后演化过程进行分析，预估空间碎片轨道寿命，辅助开展空间碎片清除效果评估。空间碎片监管方依据分析数

据，组织开展空间碎片再入碰撞风险分析，重点对短期内(3 d~10 d)的碰撞风险给予预警通报。

空间碎片监管方宜依据在轨碰撞风险，开展碰撞预警事件协调处置、轨道活动的备案与安全性核验。

9 任务通报与信息公开

为降低空间碎片在轨清除风险，空间碎片清除服务提供方和空间碎片责任方在空间碎片监管方的指导下及时通报任务方案，发布空间碎片主动清除实施方案信息，包括任务名称、空间碎片基本信息、发射窗口、任务轨道、捕获方式、离轨方式、安全性评估等。

当发生意外情况时，及时向外界通报事件情况，以供开展应急处置。

附录 A

(资料性)

空间碎片特性参数

利用地基或天基的雷达、光学等探测设备，可对空间碎片实施监测，具体包括探测、跟踪、编目。空间编目信息的管理和共享，是航天器在轨运行早期预警、实施碰撞规避与主动清除的重要基础。

依据空间碎片监测数据，可结合空间碎片的几何尺寸、构型特征、表面材质、结构强度、运行轨道、运动特性、质量惯量及钝化状态等要素进行分类，针对不同类型的碎片，选择合适的捕获、离轨方式。

碎片特性包括但不限于以下内容：

a) 几何尺寸：观测尺寸、设计尺寸等描述几何特征的数据;

b) 构型特征：太阳帆板、天线等特征部件，可能威胁安全操作的贮箱、电池、单机设备的布局，以及空间碎片清除服务飞行器的推力器布局、羽流影响区等;

c) 表面材质：空间碎片表面包覆材质的电磁特性、光学特性、包覆完好情况、表面涂层和处理方式等;

d) 结构强度：捕获清除操作接触部位的结构刚度、强度、硬度、摩擦系数等;

e) 轨道参数：空间碎片在轨运行的轨道根数等;

f) 姿态参数：空间碎片在轨三轴姿态、三轴稳定、自旋稳定、自旋章动等;

g) 其他：太阳光照发射率和吸收率、表面电荷累积量(与空间等离子体密度、电子通量、太阳活动等相关)、静电放电特性，是否存在影响抵近操作所需的探测识别、相对测量的设备等。

参考 文献

[1] ISO 24113：2023 Space systems—Space debris mitigation requirements

[2] The Committee on the Peaceful Uses of Outer Space(COPUOS)，Guidelines for the Long - Term Sustainability of Outer Space Activities，V .21-02561，2021.

[3] European Space Agency(ESA)，ESA Space Debris Mitigation Policy，ESA/ADMIN/POL (2023)1，2023.11.

[4] European Space Agency(ESA)，ESA Space Debris Mitigation Requirements，ESSB-ST-U-007 ISSUE 1，2023.10.

[5] Inter -Agency Space Debris Coordination Committee(IADC)，Space Debris Mitigation Guide- lines，IADC-02-01 Revision 2，2020.3.

[6] US Government，Orbital Sustainability Act of 2022，MCC22829 1K7，2023.

———————————