第1章 面向空间的设计 1
1.1空间的挑战 1
1.2空间物理环境 2
1.2.1压力 2
1.2.2温度 4
1.2.3辐射 5
1.2.4空间碎片 8
1.3空间仪器的系统设计 9
1.3.1系统设计过程 10
1.3.2一些有用的实例 11
1.3.3一个简单例子 12
第2章 机械设计 14
2.1空间仪器的构架和结构 16
2.1.1结构类型 16
2.1.2壳结构 17
2.1.3框架 18
2.1.4悬臂 20
2.2应力分析基础 20
2.2.1应力，应变，胡克定律和典型材料 20
2.2.2简单设计情况的截面计算 22
2.2.3有限元分析方法 26
2.3载荷 26
2.3.1在发射环境中的航天器载荷 26
2.3.2仪器和设备的载荷设计 29
2.3.3基于质量—加速度曲线的载荷设计 30
2.3.4压力载荷 32
2.3.5强度系数 32
2.4刚度 34
2.5弹性不稳定性和屈曲 35
2.5.1支杆和薄壁管 35
2.5.2薄壳 40
2.6航天器振动 41
2.6.1火箭和机械振动 41
2.6.2简单的弹簧—质量块振荡 43
2.6.3多自由度系统 45
2.6.4发射振动激励 47
2.6.5随机振动和频谱密度 48
2.6.6随机振动输入的响应 51
2.6.7阻尼和数据Q 54
2.6.8振动试验 55
2.6.9振动测量及仪器 56
2.6.10声振动和试验 56
2.6.11冲击频谱 57
2.6.12振动设计 58
2.7材料 58
2.7.1发射及空间环境要求 58
2.7.2机械特性 59
2.7.3出气性 61
2.7.4热性质 64
2.7.5材料的选择 65
2.7.6金属 65
2.7.7塑料薄膜 67
2.7.8黏合剂 67
2.7.9油漆 68
2.7.10橡胶 68
2.7.11复合材料 69
2.7.12陶瓷和玻璃 69
2.7.13润滑材料 70
2.8结构试验 71
2.9耐低温结构 72
2.10质量特性 73
2.11结构细节和通用设计方法 73
2.12结构分析和机械设计：关于设计流程的附言 75
2.12.1主题 75
2.12.2流程 75
第3章 热设计 78
3.1背景概述 78
3.1.1导言 78
3.1.2地球温度 78
3.1.3卫星温度 82
3.1.4热设计建模 83
3.2热、温度和黑体辐射 83
3.3能量传输机理 90
3.3.1概述 90
3.3.2耦合导热 93
3.3.3耦合辐射换热 97
3.4热平衡 117
3.5热控单元 129
3.5.1介绍 129
3.5.2被动热控单元 130
3.5.3主动热控单元 141
3.6热控制策略 143
3.7热数学模型（TMM） 145
3.8瞬态分析 148
3.9热设计策略 152
3.10热设计实现 155
3.10.1b.o.e.模型 155
3.10.2概念模型 156
3.10.3详细模型 157
3.10.4热平衡测试 157
3.10.5航天器热平衡试验 159
3.11结束语 159
第4章 电子学 161
4.1初始设计 161
4.1.1引言 161
4.1.2典型分系统 163
4.2姿态感知与控制 165
4.2.1太阳敏感器 165
4.2.2地球敏感器 167
4.2.3星敏感器 171
4.2.4交叉阳极阵列系统 172
4.2.5电荷耦合器件（CCD）系统 173
4.2.6楔条系统 176
4.2.7磁强计 178
4.2.8推力器和动量轮 181
4.2.9磁控技术 182
4.3模拟电路设计 185
4.3.1引言 185
4.3.2电荷放大器 185
4.3.3脉冲整形电路 191
4.3.4脉冲处理系统设计 196
4.3.5低频测量 199
4.3.6采样 201
4.4数据处理 201
4.4.1引言 201
4.4.2用户子系统的数字预处理 202
4.4.3队列 202
4.4.4数据压缩 204
4.4.5直方图 205
4.4.6星载数据处理系统 207
4.4.7用户子系统与RTU的接口 210
4.4.8数据管理系统（DMS） 212
4.4.9分包遥测 214
4.4.10指令 215
4.4.11错误检测 220
4.5电源系统 232
4.5.1主电源 232
4.5.2太阳能电池 233
4.5.3太阳阵 239
4.5.4蓄电池 243
4.5.5蓄电池类型及其应用 243
4.5.6调节 249
4.5.7耗散系统 250
4.5.8非耗散系统 252
4.5.9调节器 254
4.5.10电源监测 265
4.5.11降噪 268
4.6导线、连接器和EMC 271
4.6.1导线 271
4.6.2导线与EMC 272
4.6.3屏蔽技术 276
4.6.4屏蔽效率 279
4.6.5排气需求与EMC 284
4.6.6连接器 285
4.7可靠性 289
4.7.1引言 289
4.7.2设计技术 290
4.7.3散热 290
4.7.4闩锁效应 291
4.7.5接口和单点失效 292
4.7.6星务管理 295
4.7.7元件器规范 297
4.7.8故障率 303
4.7.9出气效应 304
4.7.10制造 304
4.7.11辐射 306
第5章 机构设计和作动器 312
5.1设计考虑 313
5.1.1运动学 313
5.1.2约束和运动学设计 313
5.1.3轴承的设计和润滑 316
5.1.4挠性构件和柔性铰链 320
5.1.5空间机构的材料 321
5.1.6仪器和机构材料的最后加工 321
5.2空间机构的传动 322
5.2.1直流电动机和步进电机 322
5.2.2直线作动器 328
5.2.3齿轮传动 328
5.2.4微动装置 331
5.2.5带式传动和皮带传动 331
5.2.6火工作动器 331
5.2.7空间摩擦学和机构寿命 333
第6章 空间光学技术 335
6.1光学器件的材料 335
6.2安装和结构材料 337
6.3精确装配的运动学原理 338
6.4元件装配的详细设计 341
6.5对准与调整 342
6.6对焦 345
6.7指向和扫描 345
6.8杂散光 345
6.9光学表面的污染 346
第7章 项目管理和控制 349
7.1前言 349
7.2引论 349
7.3项目团队和外部机构 352
7.3.1项目团队 352
7.3.2资金机构 354
7.3.3任务机构 355
7.3.4发射机构 355
7.4项目团队的管理结构 356
7.4.1首席研究者 357
7.4.2项目经理 358
7.4.3合作研究者（Co—I） 359
7.4.4本地经理 359
7.4.5指导委员会 359
7.4.6项目管理委员会 360
7.4.7管理结构 360
7.5项目阶段 362
7.5.1正常阶段 362
7.5.2项目评审 365
7.6进度控制 366
7.6.1进展报告 367
7.6.2里程碑 367
7.6.3条形图 368
7.6.4PERT图 369
7.7文档 370
7.7.1提案 371
7.7.2项目文档 371
7.8质量保证 373
7.8.1项目规范 373
7.8.2制造方法和操作 373
7.8.3结果的监测和报告 374
7.8.4文件和报告的范例 374
7.8.5详细内容 374
7.9财务估计和控制 376
7.9.1工作分解方案 377
7.9.2费用估计 377
7.9.3财务报表 379
7.9.4财务政策问题 379
7.10结论 382
第8章 空间仪器与小卫星 383
8.1背景 383
8.2小是什么 384
8.3额外的任务 385
8.4结论 386
附录 388
附录1符号列表 388
附录2缩略词和单位 403
参考文献 407