GB/T 47970-2026 空间环境 航天材料空间环境效应仿真要求

ICS4902501

CCSV.13.

中华人民共和国国家标准

GB/T47970—2026

空间环境航天材料空间环境效应

仿真要求

Spaceenvironment—Requirementsofsimulationforspaceenvironmental

effectsonspacematerials

2026-07-30发布2027-02-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T47970—2026

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义缩略语

3、………………………1

术语和定义

3.1…………………………1

缩略语

3.2………………2

总体要求

4…………………3

多尺度模拟方法

5…………………………3

尺度分类

5.1……………3

不同尺度模拟的特征

5.2………………3

不同尺度的常用模拟方法

5.3…………3

航天材料空间环境效应仿真要求

6………………………4

航天材料真空环境效应仿真要求

6.1…………………4

航天材料热效应仿真要求

6.2…………5

航天材料粒子辐射效应仿真要求

6.3…………………6

航天材料带电效应仿真要求

6.4………………………7

航天材料高能光子辐射效应仿真要求

6.5……………8

航天材料原子氧侵蚀效应仿真要求

6.6………………9

空间碎片与流星体撞击效应仿真要求

6.7……………10

多尺度模拟策略

7…………………………11

概述

7.1…………………11

分层模拟方法

7.2………………………11

并发模拟方法

7.3………………………11

附录资料性多尺度模拟方法

A()………………………12

概述

A.1………………12

常见多尺度模拟方法介绍

A.2………………………12

附录资料性不同空间和时间尺度的常用模拟软件

B()………………14

概述

B.1…………………14

量子尺度模拟软件

B.2…………………14

微观尺度模拟软件

B.3…………………15

多尺度模拟软件

B.4……………………16

Ⅰ

GB/T47970—2026

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

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

。。

本文件由中国科学院提出

。

本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会归口

(SAC/TC425)。

本文件起草单位北京卫星环境工程研究所深圳星地孪生科技有限公司西北核技术研究院南京

:、、、

航空航天大学中国科学院国家空间科学中心西安交通大学中国科学院上海光学精密机械研究所

、、、、

湘潭大学中国空间技术研究院江苏海洋大学扬州大学

、、、。

本文件主要起草人沈自才季启政欧阳晓平蔡明辉焦子龙王思展陈玉崔乃元汤晓斌郑毅帆

:、、、、、、、、、、

王婧曹荣幸宋宏甲方美华邵宇川钟向丽乔佳乔世英王金斌李昌宏王世金薛玉雄刘薇

、、、、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T47970—2026

引言

航天器在轨运行过程中将受到真空温度粒子辐射高能光子等离子体原子氧空间碎片及流

,、、、、、、

星体等空间环境的作用进而引起其材料元件器件甚至组件的功能下降甚至失效究其原因还是在

,、、。,

材料层面上根据材料成分及其尺寸大小从量子尺度微观尺度介观尺度和宏观尺度发生了空间环境

,,、、

与航天材料的相互作用

。

从材料层级的最小尺度纳米及以下的作用到较大尺寸毫米及以上的作用跨越了多个尺度从

()(),,

空间环境与材料的大小基本单元作用时间均发生了较大的变化其模拟方法也实现了分子动力学经

、、,、

典力学流体力学有限元的跨越为此需要采用多尺度模拟方法

、、。,。

通过开展不同尺度下热环境能量粒子等离子体原子氧紫外辐射空间碎片及流星体等空间环

、、、、、

境要素对航天材料作用的仿真模拟揭示空间环境对航天材料的作用机制进而可用于航天材料的开

,,

发分析空间环境对航天材料性能或功能的影响

,。

本文件将从空间环境与航天材料的作用微观机理和机制出发以航天材料的不同空间环境效应为

,

主线分别给出量子尺度微观尺度介观尺度和宏观尺度的模拟要求并在附录中给出了常见的模拟方

,、、,

法和常用的模拟软件

。

Ⅳ

GB/T47970—2026

空间环境航天材料空间环境效应

仿真要求

1范围

本文件规定了航天材料空间环境效应仿真要求包括总体要求多尺度模拟方法不同的航天材料

,、、

空间环境效应仿真要求以及多尺度模拟策略

。

本文件适用于航天材料含电子材料真空效应热效应粒子辐射效应带电效应高能光子辐射效

()、、、、

应原子氧侵蚀效应以及空间碎片与流星体撞击效应的计算模拟也适用于航天材料在轨服役性能宏

、,(

观性能的预示

)。

本文件不适用于航天器用元件器件组件的空间环境效应的仿真分析

、、。

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

。

航天术语空间环境

GB/T32452

空间环境航天材料空间环境效应模拟试验通用规范

GB/T41543

空间环境非金属材料空间辐射效应地面模拟方法

GB/T42846

航天器空间环境及其效应仿真分析通用要求

GB/T44776—2024

3术语和定义缩略语

、

31术语和定义

.

界定的以及下列术语和定义适用于

GB/T32452、GB/T41543、GB/T42846、GB/T44776—2024

本文件

。

311

..

多尺度模拟multiscalesimulation

从量子尺度微观尺度介观尺度宏观尺度等不同尺度开展的模拟

、、、。

312

..

量子尺度quantumscale

物质的运动与相互作用由量子力学规律主导的尺度对应普朗克长度约-35至原子

,(1.616×10m)

大小约-9的范围

(10m)。

注1量子尺度是物质世界中最基本的尺度层级该尺度下的研究对象包括原子电子及更小粒子如夸克

:,、()。

注2量子尺度核心特征包括量子叠加粒子同时处于多个状态的叠加态如薛定谔猫的既死又活状态量子纠

:(,“”)、

缠多个粒子形成关联整体某一粒子的状态变化会瞬间影响另一粒子无论距离远近波粒二象性粒子既

(,,)、(

表现出粒子的局域性又表现出波的弥散性如电子通过双缝时形成干涉条纹

,,)。

1