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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