航天任务分析与设计基础

前言

第1章 航天任务设计总体分析

1.1 航天任务概念

1.1.1 航天任务组成

1.1.2 航天任务核心单元

1.1.3 航天任务举例

1.1.4 航天任务周期

1.2 航天任务设计一般步骤

1.2.1 目标确定

1.2.2 任务特性描述

1.2.3 任务评价

1.2.4 系统要求与分配确定

1.3 约束航天任务设计的国际空间法律制度

1.3.1 国际空间法的主要发展历程

1.3.2 国际空间法的主要内容

1.3.3 发射卫星与国际登记

习题

第2章 近地空间环境

2.1 空间环境影响要素

2.2 地球引力场

2.3 地球磁场

2.4 地球大气

2.5 真空和微重力

2.6 地球电离层

2.7 空间辐射

2.7.1 空间电磁辐射

2.7.2 空间带电粒子辐射

2.8 空间碎片

习题

第3章 轨道和星座设计

3.1 时空基准

3.1.1 空间坐标系

3.1.2 天球坐标系

3.1.3 时间系统

3.2 航天动力学基础

3.2.1 二体问题

3.2.2 轨道摄动

3.2.3 轨道机动

3.3 卫星轨道设计

3.3.1 星下点

3.3.2 地面覆盖

3.3.3 典型轨道

3.3.4 轨道设计过程

3.4 星座设计

3.4.1 星座设计的基本问题

3.4.2 星座覆盖的分析方法

3.4.3 星座设计的一般过程

习题

第4章 卫星有效载荷

4.1 有效载荷总体分析

4.1.1 有效载荷的分类

4.1.2 遥感载荷的分类

4.1.3 有效载荷设计过程

4.2 光学遥感载荷工作原理

4.2.1 目标特征

4.2.2 成像望远镜

4.2.3 光-电-数据转换

4.2.4 数据处理

4.3 火灾卫星载荷设计实例

4.3.1 设计过程

4.3.2 计算实例

习题

第5章 卫星公用平台

5.1 公用平台设计总体分析

5.1.1 公用平台组成

5.1.2 系统要求和约束条件

5.1.3 总体设计选择与决策

5.1.4 航天器尺寸、质量和功率的分配预算

5.2 姿轨控分系统设计分析

5.2.1 姿轨控分系统的任务及特点

5.2.2 姿态控制硬件组成

5.2.3 姿轨控分系统设计过程

5.3 空间推进分系统设计分析

5.3.1 推进分系统方案选择

5.3.2 推进分系统设计过程

5.4 电源分系统设计分析

5.4.1 电源分系统组成

5.4.2 电源分系统方案选择

5.4.3 电源分系统设计过程

5.5 结构与机构分系统设计分析

5.5.1 卫星构型

5.5.2 卫星构型设计过程

5.5.3 卫星结构

5.5.4 卫星结构设计过程

5.6 星载计算机分系统设计分析

5.6.1 系统组成及设计步骤

5.6.2 软件规模和处理时间估算

5.7 通信分系统设计分析

5.7.1 通信分系统设计要求及选择

5.7.2 通信分系统链路估算

5.8 热控分系统设计分析

5.8.1 系统组成

5.8.2 卫星热平衡

5.8.3 卫星热力学估算

习题

第6章 卫星发射系统和地面系统分析

6.1 发射系统分析

6.1.1 运载火箭飞行原理

6.1.2 运载火箭的结构与功能

6.1.3 国内外典型运载火箭

6.1.4 发射系统的确定

6.2 发射场系统设计

6.2.1 发射场选址与建设要求

6.2.2 发射场功能与组成

6.2.3 发射场主要发射设施

6.2.4 航天发射场选址与建设案例——海南发射场

6.3 发射任务要素与诸元分析

6.3.1 发射窗口

6.3.2 发射方位角

6.3.3 发射场位置

6.3.4 发射诸元

6.4 地面飞行与管理系统

6.4.1 地面系统的设计过程

6.4.2 地面系统的基本组成单元

6.4.3 典型的地面系统

6.4.4 设计考虑的关键因素

习题

参考文献

人们建造系统复杂、造价昂贵的大型航天工程设施设备，其目的就是全过程支撑和保障航天任务的实施，而高质量完成航天任务的能力和水平又是一个国家经济、技术、国防等方面综合实力的反映。航天任务关键环节之一是进行综合、科学和尽可能合理的任务设计。《航天任务分析与设计基础》是在作者多年航天任务分析与设计教学科研和应用实践的基础上，特别是在从事航天任务分析与设计研究生课程教学的基础上，将装备学院教材《航天任务设计基础》进行补充、修订和完善而成的。内容主要包括航天任务设计总体分析、近地空间环境分析、轨道和星座设计、卫星有效载荷分析、卫星公用平台设计、卫星发射系统和地面系统分析。