載人航天任務分析與設計(全二冊)（簡體書）

歷史。仔細想想，我們已經為涉及空間的活動工作了40多年。目前，世界上有超過500個航天器在地球軌道上運行，同時一部分星際航天器已經在探索更遠的地方。同時，我們全球已有10年的栽人航天工作經驗。航天員在近地軌道呆過很長的時間，在月球表面也呆過一段時間。目前，在軌運行的還有國際空問站的一部分，或者說是尚未完成的空間站和航天飛機。
在接下來短短的10年中，計劃將有數量超過3-4倍的航天器在軌運行——即1500到2000個！同樣在這10年中，我們將完成國際空間站的建設工作，擴展科學和工業活動的應用範圍，並使我們人類在近地軌道的經歷倍增。這聽起來很令人振奮，但是才勉強接觸到空間探索的表面！
再過幾年就是劉易斯與克拉克遠征200周年紀念日。之後再過幾年，就到了沙克爾頓（英國南極探險家）、阿蒙森（挪威探險家）和斯科特領導探索南極洲100周年紀念。回顧500年前，1492-1506年，哥倫布率領他的船隊穿過大西洋探索新世界。其實再早500年前，也就是公元1000年左右，一個極軌道的現代成像衛星（如果有這樣的一個技術存在的話），可能就已經能夠指引埃裡克森的小船勇敢地穿過北大西洋去格陵蘭海岸探險。
與早期那些探險者能夠得到的支援不一樣，我們擁有現代技術采幫助那些想要進入太空的人努力實現夢想。如果托馬斯·杰斐遜帶領他的政黨穿過落基山脈時，能夠通過電話或電子郵件與梅裡韋瑟·劉易斯進行日常交流的話，這可能會帶來什麼？要是哥倫布能夠利用伊莎貝拉女王的一小部分現代物流能力，或利用全球定位系統的導航精度，哥倫布又將會完成什麼？人類探索未知的願望從未減弱，在前所未有的潮流中，現在的科學和工程知識能夠幫助人類進行探索活動。
我們立志要把人送出近地軌道，到達月球或火星，並且保證能夠安全地返回地球。美國人已經抵達了月球表面，盡管停留時間很短。如今我們尋求如何能夠超越曾經的短暫月球訪問，在月球或火星表面長期生存，這是一個更大、更為復雜的挑戰。暫且不考慮航天飛行的復雜和困難，單單是想象你和你的家人到一個孤立的荒野進行一次兩天、幾個月或幾年時間的露營，其間的差異就顯而易見！另外，如果提前計劃，我們可以在空間和行星表面建立一套基礎設施，這可以支持進一步的探索。
希望。這本《載人航天任務分析與設計》由67名作者共同完成，期望這本書可以為近地軌道、月球或火星的載人航天任務方案設計提供幫助。更進一步，我們期望你能夠利用這本書來開發一個更好的、完整的載人航天任務，學習開發和運營載人航天系統的各個方面。寫這本書的過程對我們大多數人來說是一次震撼人心的經歷，因為我們開始逐漸意識到為了使航天探索達到如此高度，前人做出了努力、大量工作和犧牲，這一切具有非凡的價值，我們是站在巨人肩膀上開展工作的。
我們一直嘗試將載人航天歷程編纂成冊，提供一個知識基線
流程、工具和數據，從而可以繼續解決未來面對的許多挑戰。為了發展，必須采用已應用到任務中的真實流程、工具和數據，同時期望能夠改進方法來滿足新任務遇到的挑戰——舉幾個例子來說，如長期航天飛行的生理和心理問題，離開“地面”生活，航天員和系統的自主能力，項目管理等。
本書希望幫助你從一組任務目標和一張“白紙”開始，從概念上設計一個風險可接受、成本效益好的載人航天任務。通過本書，能夠充分地明確任務細節，確定系統需求和關鍵要求，這些對評價任務整體性能、規模、成本和風險是必要的。

第1章 載人航天導論
1．1 人在太空
1．2 載人航天任務的壽命周期
1．3 航天任務方案與架構
1．4 面臨的挑戰
參考文獻

第2章 載人航天任務設計
2．1 定義任務目標
2．2 定義任務需求與約束
2．3 開發任務備選方案和架構
2．4 識別系統影響驅動因素和關鍵需求
2．5 定義任務方案和架構基線
參考文獻

第3章 空間環境：風險及影響
3．1 真空環境適應性
3．1．1 太陽紫外輻照降解
3．1．2 污染物
3．2 中性大氣環境
3．2．1 原子氧對表面的侵蝕
3．2．2 阻力
3．3 等離子體環境——航天器放電
3．3．1 近地軌道航天器放電
3．3．2 高軌航天器放電
3．4 空間輻射效應
3．4．1 俘獲輻射範艾倫輻射帶
34．2 太陽粒子事件和銀河宇宙射線
3．4．3 總劑量效應
3．4．d劑量率效應
3．5 微流星體及軌道碎片
3．6 行星際空間
3．7 設計案例：月球基地
參考文獻

第4章 表面環境
4．1 月球
4．1．1 月面
4．1．2 月球資源
4．1．3 關於月球表面的相關問題匯總
4．1．4 設計案例：月球南極
4．2 火星
4．2．1 火星表面
4．2．2 火星資源
4．2．3 總結
參考文獻

第5章 航天飛行生理學
5．1 設定環境參數
5．1．1 大氣
5．1．2 溫度
5．1．3 在通用、降額、應急條件下的環境參數改變
5．1．4 輻射暴露
5．1．5 加速度過載
……
第6章 載人航天飛行中人的因素
第7章 航天飛行心理學
第8章 載人航天飛行的安全性
第9章 軌道設計與軌道動力學
第10章 進入、下降、著陸和上升
第11章 設計與規劃空間單元
第12章 轉移、進入、著陸和上升飛行器
第13章 地外基地設計、規劃和集成
第14章 行星表面巡視器
第15章 原位資源
第16章 熱控制
第17章 環境控制與生命保障系統
第18章 乘員起居設備
第19章 姿態確定與控制
第20章 電源系統設計
第21章 結構
第22章 艙外活動系統
第23章 空間機器人
第24章 推進系統
第25章 運載火箭和轉移飛行器的選擇
第26章 載人航天飛行任務運營
第27章 指揮、控制和通信架構
第28章 空間後勤支持
第29章 載人航天系統的成本估算
第30章 國際載人航天任務
第31章 火星任務設計案例
附錄A 幾何體慣量
附件B 地球衛星參數說明