了得網工業技術_航天器對抗軌道動力學

編輯推薦

本書可供從事空間對抗軌道研究的工程技術人員、學者以及相關專業的研究生參考。

內容簡介

本書是一部繫統論述航天器對抗軌道動力學的專著，全面、深入地闡述了航天器對抗軌道的特征、類型以及設計等方面內容。首先是對隱蔽軌道、攔截軌道、規避軌道三種不同軌道的研究，包括概念、分類及設計計算等；然後介紹了航天器對抗軌道的相關理論，包括在軌釋放與發射動力學（重點介紹了關於兩種在軌發射繫統的設計及其地面實驗）、在軌分離平臺的自主制導與控制、懸浮與拼接軌道優化等；後研究了航天器軌道的可達性，包括數學可達性、物理可達性、工程約束的可達性。

前言

空間對抗的存在是一個不爭的事實。這不僅是人類活動的必然、疆土對抗的延伸，也是空間獨特的物理環境、戰略地位所決定的必爭高地。美國前總統肯尼迪說過，誰控制了空間誰就控制了地球。作者並不是熱衷於推動太空的軍事化，也不涉及空間武器或其使用，但不能對存在的事實視而不見。為了幫助相關專業人員了解對抗軌道的動力學特征，作者將近年來本團隊的研究成果及散見於國內外公開文獻的資料集於此冊，以使其繫統化。
在過去的60年裡，空間科學和技術迅猛發展，推動了科學發現，提高了安全水平，增強了國際關繫，改善了人們的生活。空間繫統在應對天災人禍、監測長期環境趨勢方面不可或缺。空間繫統支撐了信息社會的構建，使人們看得更清晰，溝通更順暢，導航更精確，作業更有保障。美國國防部2011年2月4日公布的《國家安全太空戰略》指出，空間能力為美國及其盟友在國家決策、軍事行動和本土安全方面提供了史無前例的優勢。空間繫統能夠為應對各種各樣的全球性挑戰提供快速而又恰如其分的響應，從而為國家安全的決策者提供了不受限制的全球進出能力，創造了決策優勢。維護美國在空間的既得利益是其國家安全的一個重心。但是，戰略環境的不斷演變對美國的空間優勢形成了越來越大的挑戰。空間——這個不為任何國家所擁有卻被所有國家所依賴的疆域——正在變得越來越擁擠，越來越具有對抗性，越來越具有競爭性。空間對抗的存在是一個不爭的事實。這不僅是人類活動的必然、疆土對抗的延伸，也是空間獨特的物理環境、戰略地位所決定的必爭高地。美國前總統肯尼迪說過，誰控制了空間誰就控制了地球。作者並不是熱衷於推動太空的軍事化，也不涉及空間武器或其使用，但不能對存在的事實視而不見。為了幫助相關專業人員了解對抗軌道的動力學特征，作者將近年來本團隊的研究成果及散見於國內外公開文獻的資料集於此冊，以使其繫統化。

在過去的60年裡，空間科學和技術迅猛發展，推動了科學發現，提高了安全水平，增強了國際關繫，改善了人們的生活。空間繫統在應對天災人禍、監測長期環境趨勢方面不可或缺。空間繫統支撐了信息社會的構建，使人們看得更清晰，溝通更順暢，導航更精確，作業更有保障。美國國防部2011年2月4日公布的《國家安全太空戰略》指出，空間能力為美國及其盟友在國家決策、軍事行動和本土安全方面提供了史無前例的優勢。空間繫統能夠為應對各種各樣的全球性挑戰提供快速而又恰如其分的響應，從而為國家安全的決策者提供了不受限制的全球進出能力，創造了決策優勢。維護美國在空間的既得利益是其國家安全的一個重心。但是，戰略環境的不斷演變對美國的空間優勢形成了越來越大的挑戰。空間——這個不為任何國家所擁有卻被所有國家所依賴的疆域——正在變得越來越擁擠，越來越具有對抗性，越來越具有競爭性。

對抗是人類活動的本能和特征之一，凡有人群活動的地方就有對抗，它與合作同時存在，空間當然不能例外。自從人造飛行器進入空間，就開始了競爭、合作、對抗。美蘇的空間對抗活躍期是冷戰時期的空間競賽，也是他們爭霸全球的重要部分，包括戰略的威懾、技術的領先，甚至是空間事件的全球轟動效應對民眾和盟友的激勵。

空間對抗，無論人的直接參與或間接參與，都需借助於空間設施，即空間飛行器。為了部署或執行相應的任務，飛行器需要到達相應的空間位置和/或相應的速度，亦即運作於相應的軌道。因此，空間對抗是航天器的一種應用，是一種具有對抗目的的特殊應用。各種軌道的航天器都可能用於對抗，但是專門用於對抗的那些航天器，其軌道有自己的特征。首先，對抗要有應急性，無論是主動攻擊還是被動防御的航天器，都要求快速機動，作者的文獻《航天器軌道機動動力學》（2010）專門研究了機動軌道。其次，對抗要針對具體目標，軌道運動具有相對性，包括交會、攔截、發射，甚至是多航天器協作，作者的文獻《航天器相對運動軌道動力學》（2013）專門研究了相對運動軌道。再則，對抗軌道運動要求自主和準確，在無人參與時完成任務，文獻《航天器自主操作的測量與控制》（2011）所述正是。

本書基於太空對抗這個存在的事實，以幫助相關專業人員了解對抗軌道的動力學特征為指導思想，針對航天器的隱蔽、規避、懸浮、拼接、分離、發射、攔截及可達範圍等問題，搜集整理近幾年散見於公開文獻的資料，將其繫統化為9章，第1章首先從人類活動的必然、陸海空對抗的延伸、太空特有的位置和環境等角度敘述了太空對抗的必然性，並對美國、俄羅斯（蘇聯）伴隨人類空間活動的空間對抗事實進行了綜述；第2章是對空間隱蔽軌道的初步研究，包括隱蔽軌道的概念、分類及不同隱蔽軌道的形成；第3章是關於攔截軌道的設計以及相關的攔截制導律、追蹤區和摧毀區設計；第4章研究了規避軌道以及規避區判定、規避策略等；第5章是在軌釋放與發射動力學、軌跡規劃等；第6章則是關於兩種在軌發射繫統的設計及其地面試驗；第7章敘述了在軌分離後飛行器的特殊制導與控制理論和方法；第8章論述了對特定目標的懸浮、編隊、軌道拼接等；第9章研究了航天器軌道的可達性，包括數學可達性、物理可達性、工程約束的可達性。第1、3章由袁建平、方群完成，第2章由李恆年、張智斌完成，第4章由方群、袁建平完成，第5章由安效民、閻循良、湯一華完成，第6、7章由侯建文、賀亮完成，第8章由安效民完成，第9章由趙育善、鄭偉完成。袁建平承擔了全書的策劃和統稿工作，和興鎖審閱了全書。

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