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天外有天系列·载人航天工程:人类蓄志闯苍穹

  古往今来,飞离地球、遨游太空是人类的梦想。人类用富有激情和超凡的想象力,描绘着瑰丽绚烂的飞天梦。为了探索宇宙的更多奥秘,开辟人类更广阔的生存空间,人类不仅在宇宙中建造了空间站,并且开始筹建月球基地,移民火星等多种设想也受到了更广泛的关注。
  本丛书阅读对象为青少年群体以及爱好阅读科普作品尤其渴望了解航天知识的其他读者。

2026-01-19
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火星探测器进入、下降与着陆过程的导航、制导与控制:“恐怖”七分钟

本书以深空探测的重要研究领域――火星探测为研究背景,对火星探测任务中探测器进入、下降和着陆过程(EDL过程)中的导航、制导与控制问题进行了详细的研究,系统地提出了探测器在经历火星大气层"恐怖"七分钟后能够精确着陆火星表面的理论与方法。

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2026-01-19
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 空间目标在轨软接触技术

  随着空间技术的快速发展,空间在轨维修与保障已成为国际战略竞争新的制高点。世界主要大国纷纷制定空间发展战略,大力推进航天技术的发展与革新,为争夺空间优势展开激烈的竞争。在空间体系结构变革的牵引下,空间感知、轨道机动和在轨操作维护能力等已成为空间技术研究领域的重点发展方向。其中,空间目标在轨接触是在轨操作的前提和基本环节,是实施在轨维修、在轨装配、在轨碎片清除等空间任务的基础,其技术研究已得到美俄等航天大国高度关注,深化该领域的研究将对推动空间系统体系变革具有重要作用。
  当前,美俄等航天大国对于在轨接触技术领域的研究,主要集中在对专用对接机构、空间机械臂、绳系终端、飞网、电磁连接等领域开展理论和技术试验研究。上述研究成果基本可以分为三大类:一是专用机构接触技术,成熟度较高,但只适用于与合作目标进行对接,接触方式单一;二是空间机械臂技术(以美国轨道快车项目为代表),要求两个航天器相对位姿保持精度高,接触时不能存在大扰动,适用于合作目标;三是各种啡直接接触新技术,例如,绳系终端和飞网技术(以ESARoger项目为代表),利用柔性绳索结构的飞网捕获空间目标航天器,该技术通常只适用于在轨失效航天器或空间碎片,对空间目标具有一定破坏性。再如,空间电磁操控技术(以华盛顿大学的在轨自主服务卫星为代表),利用安装在航天器上的电磁装置(产生电磁力大小及方向)来控制目标航天器,该技术只适用于合作目标,对非合作目标不适用。
  从在轨服务未来应用需求来看,更需要提供一种能够同时兼顾合作/非合作目标的在轨接触技术,非合作目标可能是处于在轨工作的各种航天器,也可能是失效卫星或空间碎片。换言之,就是要提供一种具备在空间目标处于各种工作状态下的在轨接触新技术。目前来看,上述第三类技术主要侧重于非接触式在轨目标操控,应用范畴较为单一,尚不能支撑上述需求,该技术不是《空间目标在轨软接触技术》讨论重点。上述第1类和第2类技术属于直接接触式操控技术,是目前空间操控领域主要研究和应用的技术,尽管存在很多技术局限,但其应用形式有其更大的发展空间,是研究未来在轨接触新技术的基础。
  面向未来在轨服务需求,对第1、2类技术存在的局限分析如下:在该两类技术研究中,主航天器通常采用单/多刚性机构(如空间机械臂)对空间目标实施在轨接触操作,其接触形式通常采用单/多刚体机构对接耦合,这类在轨操作方式《空间目标在轨软接触技术》中称为硬接触技术。该技术对空间目标操作条件非常苛刻,操控方法和手段稍有不当,将引发主航天器和空间目标翻滚失控,直接导致在轨操作任务失败,甚至彻底毁坏。在轨硬接触技术存在的根本问题是:主航天器所携带的空间接触装置通常是由单刚杆(如专用对接机构)或多刚性臂杆级联(空间机械臂)构造而成,利用该类刚性机构实施空间目标接触操作时,必须要求对空间目标相对位姿保持高精度稳定,且需要关闭主航天器姿轨控制系统(在轨操控接触过程中,姿轨控制系统通常需要关闭,这是为了避免接触过程中的扰动量引发主航天器单独实施姿态稳定控制,进而影响操控接触机构的路径规划系统正常工作),正是由于此时姿轨控制系统已关闭,无法实施姿态调整,才要求主航天器和空间目标在轨接触的瞬间及整个接触过程不能出现任何异常的位姿扰动(如空间目标产生较大的碰撞动量、空间摄动等)。否则,将在空间目标接触部位产生较大的碰撞动量,该动量将通过硬接触机构(多刚性或单刚杆)直接传递至主航天器本体,致使主航天器本体发生运动速度突变。当前在轨操作硬接触技术带来的一系列苛刻操作条件,极大地限制了在轨操作能力的提升和对空间目标的应用范围。
  要解决在轨硬接触技术存在的问题,就需要提出一种新的概念和技术方法,实现刚性接触碰撞动量软传递的问题,突破制约现有在轨操作的技术瓶颈,提升在轨操作的应用能力。这种概念和思路,《空间目标在轨软接触技术》将其定义为在轨软接触技术。《空间目标在轨软接触技术》作者认为:空间目标在轨软接触技术将是未来航天操控*重要的发展方向之一。未来航天器一旦携带软接触机构,即可以对空间合作/非合作目标开展在轨接触操作,而且这种操作一方面将减缓对相对位姿测量、相对位姿保持等苛刻条件的约束;另一方面将使得主航天器和空间目标在姿轨控制系统正常工作的条件下(目前只能在姿控系统关闭状态下才能开展空间目标接触)实施在轨接触操控。以上两个方面能力的提升对于拓展在轨操作实际应用意义非常重大,尤其是对开展非合作目标(无论空间非合作目标是处于工作还是失效失控条件下)接触操控更具有现实意义。

2026-01-19
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 航天器飞行防碰预警技术

本书共七章,分别从空间目标轨道计算基础、空间目标探测技术、轨道运动力学模型、空间环境对在轨航天器飞行安全影响、空间目标轨道计算方法、航天器碰撞预警策略,对降低虚警、提高预警的航天器碰撞预警及规避可工程化实施进行了详细讲述,从而控制在轨航天器规避碰撞风险,以保障航天器长期安全运行。

2026-01-19
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国外典型空间技术验证飞行器

  《国外典型空间技术验证飞行器》是一部系统介绍国外典型空间技术验证飞行器的编译作品,瞄准国内外空间技术的发展前沿,详细介绍了具有代表性的典型空间技术验证飞行器,具有较高的技术水平,且具备较大的工程设计参考价值。
  全书共分为25章。内容涵盖了在轨服务、导航通信、预警监视、对地侦察、环境探测和其他新技术验证等6类空间试验飞行器,包含XSS、DART等多个热点技术验证飞行器。具体内容涉及用途、总体方案、分系统方案及单机方案、技术指标及飞行演示验证试验情况等。
  《国外典型空间技术验证飞行器》可作为高等院校宇航工程、通信与信息等相关专业研究生和高年级本科生的教材与参考书,可供信息、航天和空间科学应用领域的广大工程技术人员阅读,也可作为航天爱好者全面了解技术试验飞行器的相关科普知识。

2026-01-19
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航天型号物资供应商手册

  航天型号物资是航天科技工业的基础,对航天型号任务的成功具有至关重要的作用。航天型号物资的固有质量和可靠性、供应进度和成本主要取决于供应商。《航天型号物资供应商手册》主要介绍了:中国航天科技集团公司的总体情况、组织机构和主要成员单位;航天型号物资的分类与特点;与供应商有关的物资需求规划、认定评价、选用、采购、质量保证、新型物资等重要物资管理环节的管理要求;航天型号物资供应商的准入管理、绩效评价、关系管理、档案管理等,并明确了航天型号物资供应商的权利、责任与义务;围绕航天型号“精细化”“零缺陷”等质量要求实施的一系列管理上、技术上的控制措施;航天型号物资供应商信息化的建设要求及建设内容。
  《航天型号物资供应商手册》可使供应静陕速、全面、准确了解和把握中国航天科技集团公司航天型号质量管理、物资管理和供应商管理的有关要求,帮助供应商提升航天型号物资配套保证能力。

2026-01-19
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常规液体火箭发动机专用工装设计

  《常规液体火箭发动机专用工装设计》根据常规液体火箭发动机制造专用工装的专业特点、分类与功能、设计原理与构造、应用与发展等方面内容进行编写。全书共8章,主要针对常规液体火箭发动机专用工装中的模具、机床夹具、焊接夹具、刀具、量具、液压试验工装、组合夹具的设计原理及在产品中的应用情况进行详细介绍,对工装设计数字化的发展前景进行论述,并对设计过程中的关键技术和诀窍进行理论论述。书中还对产品质量控制与检测及工装管理方面的技术要求进行了适当的阐述。
  《常规液体火箭发动机专用工装设计》以液体火箭发动机产品为主线,秉承“工程借鉴和实用”的理念,力求做到基础理论与实践相结合,理论知识和实践工程应用并重,重点突出常规液体火箭发动机专用工艺装备在设计方面的独到之处。《常规液体火箭发动机专用工装设计》可供航天技术领域工程技术人员学习和参考,同时也可作为相关高等院校学生的课外参考用书。

2026-01-19
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可信的航天嵌入式控制软件开发技术

  《可信的航天嵌入式控制软件开发技术》主要介绍航天嵌入式控制软件可信保障技术体系及其关键技术。首先从近年来的实际案例提炼出影响航天嵌入式软件可信性的十大可信问题,针对这些关键可信问题,从问题、阶段、方法、工具和度量五个维度进行研究,形成了具有五维体系结构的可信性保障技术体系;然后,重点论述了需求建模与验证、程序实现正确性保障、嵌入式软件形式化验证等关键问题的解决方案;最后依据可信保障技术体系的需求,介绍了构建嵌入式软件可信保障集成环境的集成方法、体系架构和关键技术。
  《可信的航天嵌入式控制软件开发技术》针对嵌入式软件研制中的实际问题给出系统的解决方案,实用性强,对于在航天行业以及航空、兵器、汽车、核电等行业从事嵌入式软件研制的工程技术人员和系统总体设计人员,具有很好的参考价值。

2026-01-19
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