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第1章 绪论1

1.1宇宙和宇航3

1.2宇航科学5

1.3宇航技术7

1.4卫星产业8

1.5中国航天的发展10

参考文献14

第2章 宇航时代15

2.1概述16

2.2宇宙之美19

2.3千年飞天23

2.4宇航先驱27

2.5太空竞赛31

2.6遥远以远37

2.7美丽家园44

2.8共赴挑战50

参考文献54

第3章 宇航基础知识55

3.1概述56

3.2坐标系统58

3.2.1天球58

3.2.2黄道坐标系59

3.2.3地心赤道坐标系60

3.2.4地心轨道坐标系61

3.2.5地平坐标系62

3.3宇宙速度63

3.3.1第一宇宙速度63

3.3.2第二宇宙速度64

3.3.3第三宇宙速度65

3.4航天器轨道及应用66

3.4.1开普勒定律66

3.4.2二体运动及轨道参数67

3.4.3近地空间轨道及应用72

3.4.4入轨、机动、离轨及返回77

3.4.5轨道摄动82

3.4.6深空探测轨道85

3.5空间环境及影响88

3.5.1空间环境基本特点89

3.5.2太阳及其活动90

3.5.3近地空间环境93

3.5.4深空环境103

3.5.5空间环境对航天器的影响104

参考文献113

第4章 宇航工程114

4.1概述115

4.2宇航工程系统117

4.2.1航天器系统118

4.2.2运载火箭系统123

4.2.3发射场系统128

4.2.4航天测控系统131

4.2.5地面运控与应用系统133

4.3宇航工程技术135

4.3.1系统总体设计135

4.3.2动力技术141

4.3.3制导、导航与控制技术148

4.3.4结构与机构技术155

4.3.5热控制技术162

4.3.6电子与信息技术164

4.3.7电源技术169

4.4宇航工程管理174

4.4.1系统工程174

4.4.2宇航工程特点及全寿命周期175

4.4.3宇航系统工程实施178

4.4.4宇航工程大系统管理与项目管理180

4.4.5宇航系统工程的运行183

4.5发展展望185

4.5.1未来宇航制造和工程管理模式将发生颠覆性变革185

4.5.2在轨构建与服务将改变宇航系统的发展格局186

4.5.3空间交通管理将是一个人类共同面对的复杂问题187

参考文献189

第5章 卫星遥感、通信与导航190

5.1概述191

5.2卫星遥感193

5.2.1卫星遥感基础194

5.2.2卫星遥感技术204

5.2.3典型应用及活动210

5.3卫星通信218

5.3.1卫星通信基础218

5.3.2卫星通信技术225

5.3.3典型应用及活动234

5.4卫星导航240

5.4.1卫星导航基础241

5.4.2卫星导航技术246

5.4.3典型应用及活动251

5.5发展展望257

5.5.1智能卫星系统257

5.5.2微小卫星系统261

5.5.3天地一体化信息网络263

参考文献266

第6章 载人航天267

6.1概述268

6.2人与太空271

6.2.1人类生存的基本需求271

6.2.2空间环境对人体的生理影响275

6.2.3航天飞行对人的心理精神影响278

6.2.4航天员选拔与训练280

6.2.5航天员医监医保283

6.3载人航天科学应用285

6.3.1空间材料科学285

6.3.2微重力流体物理学286

6.3.3空间重力生物学286

6.3.4空间生物技术286

6.3.5空间天文观测287

6.3.6空间环境预报与探测287

6.4载人航天器288

6.4.1载人飞船289

6.4.2货运飞船298

6.4.3航天飞机303

6.4.4空间实验室与空间站307

6.4.5载人登月飞行器315

6.5载人航天特色技术319

6.5.1载人航天器再入返回技术319

6.5.2载人航天器生命保障技术323

6.5.3航天员出舱活动技术327

6.5.4航天员应急救生技术330

6.5.5空间交会对接技术332

6.5.6组合体管理与控制技术336

6.5.7空间后勤补给技术340

6.5.8载人航天器维修性技术342

6.5.9载人月面着陆与起飞技术346

6.5.10人机界面工效学技术349

6.6载人航天未来发展展望353

6.6.1载人航天后续发展路径的探索353

6.6.2新兴科学技术对未来发展的影响355

6.6.3载人航天后续发展对工程管理的挑战358

参考文献361

第7章 深空探测364

7.1概述365

7.2主要研究的科学问题368

7.2.1科学问题的提出368

7.2.2行星科学的主要内容371

7.3深空环境特征及其影响375

7.3.1月球空间环境377

7.3.2行星空间环境380

7.3.3小行星空间环境387

7.3.4其他深空环境392

7.4深空探测器394

7.4.1飞掠探测器394

7.4.2环绕探测器396

7.4.3着陆探测器396

7.4.4巡视探测器399

7.4.5进入/再入返回探测器402

7.4.6浮空探测器403

7.5深空探测技术404

7.5.1深空轨道设计技术404

7.5.2着陆区选择技术408

7.5.3深空测控通信技术411

7.5.4自主运行与管理技术419

7.5.5深空推进技术421

7.5.6深空热控技术423

7.5.7空间核电源技术426

7.5.8进入、下降与着陆技术430

7.5.9原位采样技术434

7.6发展展望437

7.6.1深空轨道设计技术437

7.6.2太空资源的开发438

7.6.3开辟地外家园440

参考文献444

第8章 空间科学与技术试验446

8.1概述447

8.2空间科学449

8.2.1概念449

8.2.2主要科学问题453

8.2.3空间科学卫星（探测器）470

8.2.4发展展望484

8.3空间技术试验486

8.3.1概念486

8.3.2活动及特点489

8.3.3试验体系与用户总体技术495

8.3.4试验项目全寿命管理506

8.3.5试验需求与途径统筹511

8.3.6发展展望515

参考文献518

第9章 走向未来520

9.1概述521

9.2未来宇航技术523

9.2.1技术创造未来523

9.2.2高分辨率及新体制遥感技术525

9.2.3空间量子信息技术526

9.2.4空间冷原子导航计时技术528

9.2.5空间纳米应用技术530

9.2.6空间大功率电推进及无质损推进技术532

9.2.7空间3D打印技术533

9.2.8空间大功率能源及无线能量传输技术534

9.2.9深低温及大热流等极端热管理技术536

9.2.10空间电子与网络集群技术536

9.2.11受控生态生命保障系统技术537

9.2.12空间智能自主控制技术539

9.3未来宇航设施541

9.3.1空间也要建基础设施541

9.3.2空间运输操作基础设施546

9.3.3空间信息基础设施551

9.3.4空间能源基础设施556

9.3.5空间家园基础设施563

9.3.6空间探索试验基础设施567

9.4未来航天应用572

9.4.1融合应用实现航天＋572

9.4.2航天＋生态环境574

9.4.3航天＋物联网575

9.4.4航天＋减灾救灾577

9.4.5航天＋智慧城市578

9.4.6航天＋经略海洋579

9.4.7航天＋一带一路580

9.4.8航天＋清洁能源581

9.4.9航天十军事作战582

9.5空间科学挑战584

9.5.1宇宙起源、组成及演化584

9.5.2重新认识地球及自然物理规律586

9.5.3生命起源和进化587

9.5.4挑战“光障”588

参考文献591

索引594