1.展現了我國空間科學技術的眾多原創性科研成果。2.反映“互聯網+”與航天技術的融合發展。3.體現我國空間探索和空間應用的科技創新能力。4.叢書由葉培建院士領銜，孫家棟、閔桂榮、王希季三位院士聯袂推薦。5.力圖為研究和設計的人員提供新的設計思路和方法。

●第 1章 概論  0011.1 深空探測的意義   0021.2 深空探測發展概況   0041.2.1 國外深空探測發展概況  0051.2.2 我國深空探測發展概況  0061.2.3 深空探測的發展趨勢  0101.3 未來深空探測技術發展需求  0121.4 展望  015參考文獻  016第 2章 深空環境特征及其影響    0172.1 引言  0182.2 地球空間環境  0202.2.1 深空探測器面臨的主要地球空間環境特征 0202.2.2 地球空間環境對深空探測器的影響   0232.3 月球空間環境  0262.3.1 概述   0262.3.2 月球輻射環境及其影響  0272.3.3 月球大氣及其影響    0312.3.4 月壤/月塵及其影響    0322.3.5 月面地形地貌及其影響  0362.4 火星空間環境  0382.4.1 概述   0382.4.2 火星輻射環境及影響  0392.4.3 火星大氣環境影響    0402.4.4 火星塵埃環境影響    0412.4.5 火星表面地形地貌    0412.4.6 火星的衛星   0422.5 木星空間環境  0432.5.1 概述   0432.5.2 木星強磁場環境    0442.5.3 木星強輻射帶環境    0452.5.4 木星等離子體環境    0452.5.5 木星大氣環境   0452.5.6 木星的衛星   0462.6 金星空間環境  0472.6.1 概述   0472.6.2 金星磁場  0482.6.3 金星大氣環境   0482.6.4 金星表面地形   0492.7 其他行星際空間環境    0512.7.1 行星際環境   0512.7.2 小行星環境   0512.7.3 彗星環境  0522.8 展望  054參考文獻  055第3章 總體設計技術  0563.1 引言  0573.2 深空探測器總體設計概述  0583.2.1 深空探測器任務特點  0583.2.2 繫統任務分析   0603.2.3 繫統總體設計流程    0623.3 環繞探測類任務總體設計  0633.3.1 任務分析  0633.3.2 技術指標分解   0653.3.3 飛行程序設計   0663.3.4 關鍵技術分析   0663.3.5 設計驗證  0673.4 著陸探測類任務總體設計  0683.4.1 任務分析  0683.4.2 技術指標分解   0713.4.3 飛行程序設計   0713.4.4 關鍵技術分析   0733.4.5 設計驗證  0743.5 巡視探測類任務總體設計  0753.5.1 任務分析  0753.5.2 技術指標分解   0783.5.3 工作程序設計   0793.5.4 關鍵技術分析   0793.5.5 設計驗證  0803.6 采樣返回探測類任務總體設計   0813.6.1 任務分析  0813.6.2 技術指標分解   0873.6.3 飛行程序設計   0883.6.4 關鍵技術分析   0893.6.5 設計驗證  0933.7 展望  094參考文獻  095第4章 軌道設計技術  0964.1 引言  0974.2 典型軌道類型  0984.2.1 月球探測  0984.2.2 行星探測  0994.2.3 小行星探測   1004.2.4 平動點任務   1024.3 軌道設計過程概述   1034.4 轉移軌道設計  1054.4.1 直接轉移  1054.4.2 借力飛行  1134.4.3 深空機動  1174.4.4 小推力轉移   1194.5 使命軌道設計  1364.5.1 環繞探測  1364.5.2 平動點任務   1414.5.3 交會對接  1474.6 軌控策略設計  1534.7 展望  155參考文獻  156第5章 有效載荷技術  1595.1 引言  1605.2 深空探測研究的主要科學問題   1625.2.1 從繫統角度看深空探測的科學問題   1625.2.2 我國月球和火星探測的科學目標與有效載荷配置    1655.3 形貌獲取技術  1725.3.1 科學探測任務   1725.3.2 立體像對獲取技術    1725.3.3 彩色CMOS器件    1735.3.4 相機繫統設計   1745.3.5 自動曝光技術   1765.3.6 定標與地面驗證試驗  1785.4&nb素成分鋻別技術   1795.4.1 科學探測任務   1795.4.2&nb素成分鋻別原理    1795.4.3 激發源的選取策略    1805.4.4 傳感器的選取與設計技術   1815.4.5 繫統設計  1835.4.6 定標與地面驗證試驗  1855.5 月基天文觀測技術   1865.5.1 科學探測任務   1865.5.2 譜段和觀測天區選擇  1875.5.3 望遠鏡設計   1875.5.4 雜散光抑制   1875.5.5 定標與地面驗證試驗  1885.6 展望  189參考文獻  190第6章 制導導航控制技術   1926.1 引言  1936.2 軌道控制技術  1946.2.1 深空探測器軌道控制特點   1946.2.2 大衝量軌道控制策略  1956.2.3 準確軌道控制   2006.2.4 軌道控制繫統設計    2056.3 天體進入與著陸GNC技術  2096.3.1 天體進入與著陸GNC技術特點  2096.3.2 大氣進入控制   2106.3.3 動力下降控制   2116.3.4 障礙識別與規避    2126.3.5 天體進入與著陸GNC繫統設計  2136.4 天體表面巡視GNC技術    2196.4.1 巡視器GNC特點    2196.4.2 環境感知  2206.4.3 位姿確定與估計    2226.4.4 路徑規劃  2236.4.5 運動控制  2256.4.6 天體表面巡視GNC繫統設計  2276.5 展望  232參考文獻  233第7章 大氣減速技術  2347.1 引言  2357.2 氣動力與氣動熱分析    2387.2.1 空氣動力學基本概念  2387.2.2 大氣進入氣動問題研究  2437.2.3 大氣進入氣動分析與預測   2477.3 氣動熱防護設計   2587.3.1 熱防護技術基礎理論  2587.3.2 大氣進入熱防護技術  2637.3.3 大氣進入熱防護設計  2677.4 大氣進入制導與控制設計  2757.4.1 大氣進入制導控制技術  2757.4.2 大氣進入軌道設計    2777.4.3 大氣進入制導與控制設計   2827.5 降落傘減速設計   2847.5.1 降落傘減速概述    2847.5.2 大氣進入降落傘技術  2877.5.3 深空探測器降落傘設計  2907.5.4 降落傘設計仿真分析  3037.6 展望  305參考文獻  306第8章 測控通信技術  3078.1 引言  3088.2 深空無線電測量技術    3108.2.1 深空測距  3108.2.2 深空測速  3128.2.3 深空測角  3158.3 深空射頻繫統技術   3208.3.1 射頻調制  3208.3.2 高靈敏度接收   3218.3.3 高EIRP發射   3228.3.4 激光通信  3238.4 深空遙測遙控和數據通信技術   3258.4.1 數據格式  3258.4.2 信道編碼  3288.5 深空測控通信繫統設計    3318.5.1 任務分析  3318.5.2 繫統方案  3388.5.3 仿真與驗證   3428.6 展望  345參考文獻  347第9章 熱控技術   3499.1 引言  3509.2 深空熱環境特點   3519.2.1 水星熱環境   3529.2.2 金星熱環境   3539.2.3 月球熱環境   3549.2.4 火星熱環境   3559.2.5 外行星熱環境   3579.3 熱控關鍵技術  3599.3.1 重力輔助兩相流體回路技術    3599.3.2 水升華器技術   3619.3.3 可變熱導熱管技術    3649.3.4 氣凝膠技術   3659.4 深空探測器熱控繫統設計  3699.4.1 國內外典型深空探測器熱控繫統簡介   3699.4.2 熱設計的基本原則    3759.4.3 熱設計    3769.4.4 熱分析    3799.4.5 地面模擬試驗   3849.5 展望  389參考文獻  391第 10章 推進技術    39310.1 引言  39410.2 推進繫統分類  39510.2.1 冷氣推進  39510.2.2 化學推進  39610.2.3 電推進    40610.2.4 新概念推進   41110.3 深空探測推進繫統設計與驗證    41510.3.1 任務分析  41510.3.2 推進繫統選型   41910.3.3 方案設計  42010.4 展望  430參考文獻  432第 11章 電源技術    43411.1 引言  43511.2 太陽電池技術  43611.2.1 光譜匹配  43611.2.2 防塵技術  43911.3 MPPT技術    44111.3.1 MPPT基本原理    44111.3.2 MPPT實現方式    44211.3.3 MPPT拓撲結構    44411.4 鋰離子蓄電池技術   44611.4.1 鋰離子蓄電池概述    44611.4.2 鋰離子電池的耐低溫技術    44711.5 空間核電源    45211.5.1 空間核電源概述    45211.5.2 RTG技術   45311.5.3 核反應堆電源   45611.6 深空電源繫統設計   46211.6.1 任務分析  46211.6.2 太陽電池陣設計    46711.6.3 蓄電池組設計   46911.6.4 電源控制器設計    47111.6.5 電源繫統設計示例    47111.7 展望  477參考文獻  479第 12章 自主管理技術   48212.1 引言  48312.2 自主管理技術概述   48412.2.1 自主運行體繫結構    48512.2.2 體繫結構及其組件    48512.2.3 故障檢測和診斷    48812.2.4 規劃和調度   49112.3 深空探測器自主管理技術  49612.3.1 火星車自主能力發展歷程    49712.3.2 火星車自主管理技術需求分析  49812.3.3 火星車自主管理實現方案框架  50512.3.4 火星車自主任務規劃  50712.4 展望  511參考文獻  512第 13章 機構技術    51413.1 引言  51513.2 著陸緩衝機構  51613.2.1 著陸緩衝機構的功能及組成特點   51713.2.2 著陸緩衝機構設計與驗證    51913.3 巡視器轉移機構   52913.3.1 巡視器轉移機構的功能及組成特點   53013.3.2 巡視器轉移機構設計與驗證  53213.4 巡視器移動機構   53913.4.1 巡視器移動機構的功能及組成特點   53913.4.2 巡視器移動機構設計與驗證  54113.5 取樣機構   55413.5.1 樣品取樣機構的功能及組成特點   55413.5.2 樣品取樣機構設計與驗證    55713.6 展望  567參考文獻  568第 14章 遙操作技術  56914.1 引言  57014.2 巡視器的遙操作   57214.2.1 遙操作與遙科學    57314.2.2 空間環境下遙操作的特點    57314.2.3 空間環境下遙操作的分類    57414.2.4 地外天體表面巡視器遙操作  57414.3 國外巡視器遙操作技術發展情況  57614.3.1 蘇聯月面巡視器“月球車”的遙操作    57614.3.2 美國載人月面巡視器LRV的遙操作   57714.3.3 美國火星巡視器“索傑納”的遙操作    57714.3.4 美國火星巡視器MER的遙操作  57814.3.5 美國火星巡視器MSL的遙操作  58114.4 巡視探測器遙操作繫統任務分析  58214.5 遙操作繫統關鍵技術    58414.5.1 絕對定位與相對定位技術    58414.5.2 圖像信息融合技術    58514.5.3 任務規劃  58814.5.4 路徑規劃  59014.5.5 機械臂規劃   59014.6 遙操作繫統實現與實施    59314.6.1 繫統功能與組成    59314.6.2 繫統框架  59414.6.3 操作實施流程   59514.6.4 控制指令生成繫統    59714.6.5 數字仿真繫統   59714.6.6 物理仿真繫統   59714.7 展望  599參考文獻  600第 15章 地面試驗驗證技術    60215.1 引言  60315.2 技術發展現狀  60415.2.1 氣動減速環節試驗技術  60415.2.2 動力減速環節試驗技術  61215.2.3 軟著陸環節驗證技術  61415.2.4 起飛環節驗證技術    61815.3 需求分析   62115.3.1 試驗規劃原則   62115.3.2 驗證試驗需求   62115.4 試驗驗證技術  62515.4.1 氣動減速環節試驗技術  62515.4.2 動力減速、軟著陸及起飛環節驗證技術 63315.5 展望  653參考文獻  654索引   656

本書明確了深空探測的內涵，繫統地梳理了深空探測的發展歷程，前瞻了無人深空探測活動的發展趨勢和技術需求。針對這些難點和重點，從深空探測器設計所面臨的特殊環境、總體設計、飛行軌道、科學載荷、制導導航與控制、大氣減速、測控通信、熱控、推進、電源、自主管理、機構、遙操作、地面試驗驗證等多個方面，對設計方法、設計要素、典型技術、發展展望等內容，結合探月工程和搶先發售火星等任務的工程實踐和實例做了繫統的闡述和總結。本書可作為高等院校宇航相關專業學生的教學參考書，也可供從事宇航工程、航天器總體設計及有關專業的科技人員參考。

孫澤洲 等 編著;葉培建 叢書主編 著作