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绪论 航天技术与现代化1

0.1 历史的回顾1

0.1.1 航空：在稠密大气层范围内的航行2

0.1.2 火箭：航天的技术基础3

0.1.3 航天：在外层空间的航行5

0.2 当代的一项技术革命9

0.2.1 航天技术首先把现代社会传递与交流信息的通信手段提高到一个全新的水平9

0.2.2 航天技术实现了气象观测方式的革命，使现代气象学进入了以全球大气为研究对象、以气象卫星为主要观测工具的新阶段10

0.2.3 航天技术提供了一种经济、有效的对地球自然资源大面积的普查手段，为人类勘探与合理利用自然资源开辟了新途径10

0.2.4 航天技术为交通运输提供了一种理想的天上导航台10

0.2.5 航天技术为空间科学实验活动提供了极其优越的技术手段，丰富了人类对宇宙的认识11

0.3 航天技术的军事价值12

0.3.1 航天技术的突出特点和优点，使它很快地运用于军事领域13

0.3.2 外层空间将成为军事对抗的新战场14

0.3.3 航天与防天16

0.4 中国的航天事业17

0.4.1 建立了一支优秀的航天技术队伍17

0.4.2 研制成功了弹道导弹和大型运载火箭17

0.4.3 成功地发射了各类人造地球卫星18

0.4.4 建成了全套发射和测控设施19

0.4.5 在航天技术的应用方面，取得了可贵的成绩19

0.4.6 开展国际的航天技术合作和交流19

第一章 航天原理21

导言21

1.1 形成人造天体的基本原理22

1.1.1 牛顿关于人造地球卫星的设想22

1.1.2 宇宙速度23

1.1.3 行星运动的开普勒定律27

1.1.4 质点在有心力场中的运动方程29

1.2 火箭推进原理36

1.2.1 喷气推进36

1.2.2 变质量物体运动的基本方程38

1.2.3 火箭发动机特性40

1.2.4 火箭的飞行速度43

1.2.5 多级火箭45

1.2.6 排气速度(喷射速度)48

1.2.7 推力系数55

1.3 航天推进系统56

1.3.1 航天推进系统的分类58

1.3.2 化学火箭发动机59

1.3.3 核火箭发动机(核热发动机)71

1.3.4 电火箭发动机73

1.3.5 以太阳能为能源的推进系统76

1.3.6 火箭发动机推力的调节77

小结81

第二章 航天器84

导言84

2.1 空间环境85

2.1.1 地球大气结构85

2.1.2 真空环境86

2.1.3 热环境87

2.1.4 磁环境88

2.1.5 辐射环境89

2.2 人造地球卫星的轨道92

2.2.1 轨道形状92

2.2.2 轨道参数99

2.2.3 卫星相对于地球表面的运动(星下点轨迹)101

2.2.4 摄动因素104

2.2.5 同步轨道111

2.3 人造地球卫星的结构116

2.3.1 星体117

2.3.2 电源122

2.3.3 温度控制125

2.3.4 姿态与轨道控制129

2.3.5 天线133

2.3.6 卫星在研制阶段的几种类型136

2.4 载人航天器138

2.4.1 超重、失重、低重力环境138

2.4.2 载人航天器的设计要求141

2.4.3 生命保障系统142

2.4.4 行星际载人航天器中的生态系统145

2.4.5 人造重力147

2.4.6 几种载人的航天器149

2.5 空间探测器154

2.5.1 行星际探测的特点154

2.5.2 行星际航行的轨道157

2.5.3 向月球航行164

2.5.4 空间探测器和登月飞船实例167

小结171

第三章 运载工具173

导言173

3.1 运载火箭174

3.1.1 运载火箭与弹道式导弹174

3.1.2 力学环境175

3.1.3 运载火箭轨道的主动段飞行程序181

3.1.4 运载火箭的总体185

3.1.5 制导系统(初制导)192

3.1.6 箭体结构196

3.2 航天飞机202

3.2.1 新型的航天运载工具202

3.1.2 型式203

3.1.3 结构206

3.1.4 航天飞机(轨道器)的主要系统210

3.1.5 飞行过程(第一代航天飞机飞行程序的一般描述)215

3.1.6 航天飞机的巡航飞行220

3.3 发射与返回224

3.3.1 发射轨道224

3.3.2 怎样保证卫星轨道的形状227

3.3.3 地球自转和公转的影响231

3.3.4 发射时间233

3.3.5 用火箭发射静止卫星235

3.3.6 再入环境(返回环境)238

3.3.7 返回原理与返回方式243

小结248

第四章 航天基地251

导言251

4.1 航天基地的构成和任务252

4.1.1 航天基地的构成252

4.1.2 发射场各系统的任务253

4.1.3 技术阵地和发射阵地256

4.1.4 地面环境263

4.2 地面测控网266

4.2.1 测控系统的任务、组成266

4.2.2 无线电跟踪测轨(外弹道测量)267

4.2.3 遥测270

4.2.4 遥控273

4.3 航天基地的指挥系统与运载火箭的全程试验274

4.3.1 指挥系统274

4.3.2 运载火箭的全程试验276

小结280

第五章 应用与前景282

导言282

5.1 对地观测283

5.1.1 航天对地观测的分类283

5.1.2 对地观测卫星的轨道特征284

5.1.3 对地观测的遥感技术285

5.2 卫星通信290

5.2.1 卫生通信系统290

5.2.2 卫星通信范围291

5.2.3 卫星通信的体制296

5.2.4 卫星电视广播303

5.2.5 卫星蚀对静止卫星的影响305

5.3 航天武器306

5.3.1 航天武器的种类306

5.3.2 部分轨道武器(对地面目标的摧毁)307

5.3.3 拦截卫星(对空间目标的摧毁)308

5.4 进一步发展航天技术所面临的任务309

5.4.1 完善人造地球卫星的应用技术309

5.4.2 建立空间运输的航天体系311

5.4.3 加强空间军事力量312

5.4.4 空间开发312

5.5 宇宙航行的未来314

5.5.1 时间延迟314

5.5.2 广义齐奥尔科夫斯基公式(阿克莱公式)316

小结318

全书结语320

参考文献321

附录 空间和时间322