載人航天是當(dāng)今世界最受廣泛關(guān)注、 最具社會影響力的高科技
領(lǐng)域之一。 自1 9 6 1年人類首位航天員加加林成功進(jìn)入太空以來, 世
界范圍內(nèi)的載人航天活動從未間斷。 與其他航天活動相比, 載人航
天的最顯著特點(diǎn)就是人 (航天員) 參與整個(gè)飛行過程。
航天員是乘坐航天器從地球表面起飛, 穿過大氣層, 進(jìn)入宇宙
空間飛行或踏上其他天體表面的。 因此, 他們必須掌握與此相關(guān)的
基本科學(xué)知識和技術(shù)理論, 如飛行動力學(xué)、 空氣動力學(xué)、 地球物理
學(xué)、 宇宙物理學(xué)、 氣象學(xué)、 天文學(xué)和宇宙航行學(xué)等; 還必須熟悉與
航天器相關(guān)的理論知識和工程技術(shù)基礎(chǔ), 包括火箭推進(jìn)原理, 航天
器的系統(tǒng)組成和部件結(jié)構(gòu), 空間導(dǎo)航、 制導(dǎo)與控制, 測控與通信等。
為了滿足航天員培訓(xùn)的需要, 1 9 9 7年策劃出版了 《 載人航天工程基
礎(chǔ)》, 發(fā)揮了重要作用。 2 0年過去了, 世界載人航天發(fā)展迅猛, 中國
載人航天在突破近地軌道飛行技術(shù)和載人深空探測技術(shù)準(zhǔn)備方面取
得了舉世矚目的輝煌成就, 新知識、 新技術(shù)不斷涌現(xiàn), 也加深了人
們對宇宙空間與自身的認(rèn)識。 基于此, 我們重新編撰此書, 試圖反
映載人航天的新成就、 新進(jìn)展, 形成 《 載人航天技術(shù)》 這部著作。
本書還可為從事載人航天事業(yè)的工程技術(shù)人員及管理人員提供
技術(shù)參考, 也可作為航天院校高年級本科生及研究生的教材和教學(xué)
參考書。 本書共2 4章。
第1章至第9章, 主要介紹了載人航天基本理論。 第 1章概述
了載人航天的意義、 歷史、 現(xiàn)狀和發(fā)展方向, 對各種航天器作了簡
要介紹; 第 2章至第 6章主要介紹有關(guān)天文學(xué)的基本知識和基本原
理, 詳細(xì)敘述了與空間飛行關(guān)系密切的近地空間環(huán)境, 概括了觀測
前 言
·4 ·
天文學(xué)的主要內(nèi)容, 敘述了太陽系有關(guān)天體的基本特點(diǎn), 描述了地
球、 太陽與有關(guān)天體的運(yùn)動特性, 討論了星座的特點(diǎn)及其觀測, 引
出了天球的概念, 給出了天球坐標(biāo)系的定義及其換算關(guān)系, 說明了
引入復(fù)雜計(jì)時(shí)系統(tǒng)的必要性, 建立了幾種時(shí)間系統(tǒng)的換算關(guān)系; 第7
章著重描述航天器在地心引力作用下作軌道運(yùn)動所遵循的一般性規(guī)
律, 并對軌道攝動問題進(jìn)行了 簡 要 討 論 和 分 析; 第 8 章 通 過 引 入
星下點(diǎn) 的概念, 詳細(xì)敘述了在航天器上進(jìn)行對地觀測的理論知
識; 第9章簡要介紹了奔月和行星際飛行的基本知識, 包括碰到的
問題和可能的飛行方式。
第1 0章至第1 8章, 主要介紹了載人航天器及其基本組成、 功
能。 第1 0章對載人飛船、 航天飛機(jī)和空間站進(jìn)行了概述; 第 1 1章
全面介紹了組成載人飛船的各分系統(tǒng), 包括其構(gòu)成、 任務(wù)、 特點(diǎn)及
其工作原理; 第1 2章詳細(xì)介紹了與整個(gè)載人航天相關(guān)的運(yùn)載系統(tǒng)和
航天發(fā)射場系統(tǒng); 第1 3章介紹了飛船從發(fā)射準(zhǔn)備、 上升入軌、 在軌
運(yùn)行和返回著陸各階段的應(yīng)急救生措施、 設(shè)備和方法; 第1 4章介紹
了載人飛船返回過程的控制程序、 主要物理現(xiàn)象、 飛船著陸系統(tǒng)的
構(gòu)成、 地面回收和救援的組織、 管理和工作方式; 第1 5章介紹了測
控網(wǎng)的任務(wù)、 功能與組成, 給出了測控系統(tǒng)工作流程; 第1 6章介紹
了通信網(wǎng)的功能與組成、 跟蹤測量和遙測指令的信息與數(shù)據(jù)傳輸?shù)?br />
流程; 第1 7章是關(guān)于 GN C 系統(tǒng)基本任務(wù)與基本原理的討論, 包括
姿態(tài)測量與空間導(dǎo)航的基本原理、 姿態(tài)控制與軌道控制的基本原理
和方法; 第1 8章在簡述航天器運(yùn)動參數(shù)測量原理的基礎(chǔ)上, 對軌道
測量與跟蹤系統(tǒng)各種功能的實(shí)現(xiàn)途徑、 體制及主要設(shè)備作了介紹。
第1 9章至第2 4章, 主要介紹了載人航天關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢。
第1 9章圍繞航天醫(yī)學(xué)工程學(xué)展開討論, 介紹了航天環(huán)境醫(yī)學(xué)、 重力
生理學(xué)與失重防護(hù)、 航天人因工程與工效學(xué)、 航天員選拔與訓(xùn)練、
航天員醫(yī)學(xué)監(jiān)督與醫(yī)學(xué)保障、 航天營養(yǎng)與食品、 艙內(nèi)航天服與個(gè)人
防護(hù)裝備、 航天環(huán)境模擬設(shè)備與飛行訓(xùn)練仿真技術(shù)等內(nèi)容; 第2 0章
介紹了航天員出艙活動面臨的空間威脅、 出艙活動窗口與出艙活動
載人航天技術(shù)
·5 ·
程序設(shè)計(jì)、 氣閘艙和艙外航天服的基本原理與組成、 航天員出艙活
動訓(xùn)練設(shè)備; 第2 1章講述了交會對接系統(tǒng)的任務(wù)、 組成和功能, 給
出了交會對接的基本原理、 方法及飛行程序。 第2 2章介紹了空間站
關(guān)鍵技術(shù)以及空間站構(gòu)型設(shè)計(jì)、 運(yùn)營管理相關(guān)問題, 并對和平號空
間站和國際空間站作了簡要介紹; 第 2 3章介紹了深空探測發(fā)展歷
程, 探討了新型軌道設(shè)計(jì)、 新型推進(jìn)技術(shù)、 新型能源技術(shù)等深空探
測關(guān)鍵技術(shù); 第2 4章敘述了空間科學(xué)與應(yīng)用技術(shù)的基本概念、 地位
作用、 研究范圍, 以及支持空間科學(xué)與應(yīng)用的技術(shù)體系。
本書是在綜合國內(nèi)外大量有關(guān)資料的基礎(chǔ)上編寫而成的。 在編
寫過程中, 得到了載人航天工程辦公室、 中國航天員科研訓(xùn)練中心
和國防科技大學(xué)航天與材料工程學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、 專家的大力支持和幫助;
張柏楠、 楊宏、 胡軍、 孫寶升、 姜曉軍等來自中國空間技術(shù)研究院、
中國科學(xué)院、 國家天文臺、 中繼衛(wèi)星控管中心等單位的專家對本書
進(jìn)行了審核, 并提出了寶貴的意見和建議; 在書稿預(yù)審和復(fù)審過程
中, 學(xué)術(shù)秘書吳昊、 王萌、 胡勇等做了大量的修改和校對工作, 在
此一并表示衷心感謝。
由于載人航天技術(shù)涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域, 因此編寫這樣一部著作
是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。 盡管在編寫過程中組織有關(guān)專家進(jìn)行了多次審查,
但由于涉及面廣泛, 相關(guān)技術(shù)也在不斷發(fā)展, 加之編者認(rèn)識水平所
限, 書中難免有不當(dāng)和疏漏之處, 懇請讀者批評指正。
編 者
2 0 1 8年4月 |
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