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第一章 空间作用力1

1.1 重力1

1.2 推力1

1.3 空气动力3

1.3.1 连续介质情况4

1.3.2 稀薄气体情况6

1.4 太阳辐射压力8

思考题9

第二章 空间轨道10

2.1 Kepler轨道10

2.2 位置随时间的变化12

2.3 D'Alembert级数13

2.4 轨道要素14

2.5 星下点轨迹17

2.6 典型轨道19

2.6.1 地球同步轨道19

2.6.2 太阳同步轨道20

2.6.3 循环轨道与回归轨道20

2.6.4 覆盖轨道21

2.6.5 登月轨道21

思考题22

第三章 航天推进23

3.1 火箭发动机性能参数23

3.2 常用火箭发动机26

3.2.1 中国的主要发动机26

3.2.2 美国航天飞机主发动机36

3.2.3 前苏联及俄罗斯的主要发动机38

3.2.4 法国火神发动机45

3.2.5 日本LE-7发动机48

3.3 先进推进技术50

3.3.1 电推进技术50

3.3.2 核推进技术52

3.3.3 激光推进技术53

3.3.4 太阳能推进技术55

3.4 推进系统工作过程仿真55

3.4.1 液路模块57

3.4.2 流量调节器模块58

3.4.3 气路模块59

3.4.4 涡轮泵模块61

3.4.5 仿真结果61

思考题62

4.1.1 空间运输任务分析64

第四章 空间运输系统64

4.1 空间运输的需求64

4.1.2 空间任务对未来运载火箭的要求65

4.2 运载火箭65

4.2.1 火箭级数66

4.2.2 常用火箭67

4.3 航天飞机79

4.3.1 美国的航天飞机79

4.3.2 前苏联的航天飞机81

4.4 单级入轨火箭82

4.4.1 三组元液体火箭83

4.4.2 吸气式组合循环发动机84

4.4.4 纳米推进剂火箭85

4.5 轨道机动飞行器85

4.4.3 核火箭85

4.6 轨道转移飞行器87

思考题89

第五章 空间热分析和热防护90

5.1 空间热环境90

5.1.1 宇宙真空和深黑低温90

5.1.2 微重力90

5.1.3 空间外热流91

5.2 基本传热方式93

5.2.1 热传导93

5.2.2 对流换热95

5.2.3 热辐射96

5.3 再入气动加热98

5.3.1 再入气动加热的严重性98

5.3.2 克服气动热的途径99

5.4 飞行器热防护100

5.4.1 热容吸热式防热100

5.4.2 辐射防热102

5.4.3 烧蚀防热106

5.5 飞行器热控制108

5.5.1 热平衡方程108

5.5.2 飞行器热控系统110

5.5.3 主动热控方法116

思考题120

第六章 空间电磁学121

6.1 等离子体121

6.1.1 等离子体的定义121

6.1.2 等离子体的存在形式122

6.2.1 带电粒子在均匀电磁场中的运动123

6.2 单粒子轨道理论123

6.2.2 带电粒子在变化磁场中的运动128

6.2.3 绝热不变量131

6.3 磁流体力学135

6.3.1 流体力学的基本方程135

6.3.2 磁流体力学方程138

6.4 空间磁场141

6.4.1 太阳磁场141

6.4.2 地球磁空间148

6.4.3 其他行星磁空间149

6.5 空间粒子辐射154

6.5.1 地球辐射带154

6.5.2 太阳宇宙线155

6.6.1 电离损伤156

6.6 空间辐射效应156

6.5.3 银河宇宙线156

6.6.2 位移损伤157

6.6.3 单粒子翻转效应158

思考题158

第七章 空间生命科学159

7.1 空间环境与生物效应159

7.1.1 辐射环境与生物效应159

7.1.2 高、低温环境与生物效应160

7.1.3 真空环境与生物效应160

7.1.4 微重力环境与生物效应161

7.2 空间神经生物学162

7.2.1 重力环境和神经功能变化162

7.2.2 空间神经适应163

7.3 空间生保医学164

7.2.3 空间辐射对神经元的损伤164

7.2.4 关于地外文明164

7.3.1 乘员舱大气压力165

7.3.2 氧含量对人体的影响165

7.3.3 乘员舱压力变化对机体的影响168

7.3.4 航天员的能量代谢问题170

思考题171

第八章 空间电源172

8.1 化学电池172

8.1.1 锌银蓄电池172

8.1.2 锂电池173

8.1.3 氢氧燃料电池175

8.2 太阳电池阵／蓄电池组电源系统176

8.2.1 太阳阵177

8.2.2 蓄电池组180

8.3 核电源183

8.3.1 热源184

8.3.2 热电转换装置185

8.3.3 放射性同位素温差发电器（RTG）187

8.3.4 核反应堆温差发电器187

8.3.5 热离子反应堆188

思考题189

第九章 空间电子学190

9.1 常用天线介绍190

9.1.1 全球波束天线190

9.1.2 赋形波束天线190

9.1.3 点波束天线191

9.1.4 多波束天线191

9.1.5 机械消旋天线192

9.1.7 全方向性天线193

9.1.6 电子消旋天线193

9.2.1 通信系统的组成194

9.2 空间通信194

9.2.2 通信体制196

9.3 空间遥测207

9.3.1 遥测信息的发送207

9.3.2 遥测信息的接收212

9.4 空间遥控220

9.4.1 航天器遥控系统220

9.4.2 地面遥控设备224

9.5 空间遥感225

9.5.1 电磁波226

9.5.2 大气效应235

思考题238

10.1.1 高远位置资源240

第十章 空间资源的开发与利用240

10.1 空间资源240

10.1.2 微重力资源241

10.1.3 高真空和超洁净资源241

10.1.4 温差资源242

10.1.5 太阳能资源242

10.2 空间材料加工243

10.2.1 空间材料加工原理244

10.2.2 半导体材料245

10.2.3 金属材料245

10.2.4 玻璃材料246

10.3 空间制药246

10.3.2 空间制药的效益和成果247

10.3.1 空间制药的优势247

10.4 空间育种248

10.4.1 空间育种的原理248

10.4.2 空间育种的成果249

10.4.3 空间育种对我国的意义250

思考题252

第十一章 载人空间站253

11.1 载人空间站的发展253

11.1.1 试验性空间站253

11.1.2 简易空间站254

11.1.3 永久性载人空间站255

11.1.4 面向新世纪的国际空间站256

11.2 国际空间站的主要分系统257

11.2.1 生保系统257

11.2.2 舱外活动系统259

11.2.3 空间机器人与遥操作265

11.2.4 制导、导航与控制系统268

11.2.5 热控系统272

11.3 国际空间站的建造与运行管理274

11.3.1 国际空间站的建造274

11.3.2 国际空间站的运行管理275

11.4 载人空间站的用途280

11.4.1 对地观测280

11.4.2 开展生命科学研究280

11.4.3 天文观测280

11.4.4 微重力材料加工和制药281

11.4.5 进行新技术试验281

思考题282

11.4.7 作为飞往月球和其它行星的中转站282

11.4.6 在轨服务282

第十二章 空间的军事应用283

12.1 定义283

12.2 空间的军事化285

12.2.1 空间军事化的发展历史285

12.2.2 空间军事化发展的现状及应用286

12.2.3 空间军事化是未来发展的必然趋势287

12.2.4 来自空间的危险和威胁288

12.3 空间力量290

12.3.1 空间力量的军事理论290

12.3.2 空间力量的构成和特点293

12.3.3 空间力量的作战任务294

12.4.1 空间作战的特点295

12.4 空间作战295

12.4.2 空间控制296

12.4.3 空间武器297

12.4.4 空间作战的战例301

12.5 天军：一支全新的部队311

12.5.1 美俄“天军”竞赛311

12.5.2 “天军世纪”将于本世纪30年代末来临314

12.5.3 独立于三军之外，我解放军“天军”部队初具雏形315

12.6 对策和建议316

12.6.1 跟踪国际发展，开展战略研究316

12.6.2 沉着应对全球空间军事化浪潮316

12.6.3 努力探索军事航天发展之路316

思考题318

参考文献320