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