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醉染图书载人火星任务 火星探测实现技术(第2版)9787302547242
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章为什么探测火星?1.1简介1.2探测既有的观点1.3搜索火星生命的争论1.4为什么将人类送上火星?——支持者的看法1.5把人类送上火星——质疑者的看法参考文献第2章规划的空间探测任务2.1行动2.2规划太空任务.架构2.4一系列步骤组成的任务2.5运送到目的地的是什么?2.6在低地球轨道上的是什么?2.7在发台上有什么?2.8太空探测任务对IMLEO的要求参考文献第3章60多年来载人火星探测任务的规划3.1VonBraun的版本3.2NASA早的概念3.2.1早期的研究3.2.220世纪60年代早期的研究3..核动力的发展3.2.4波音公司在1968年所做的研究3.3NASA之外的早期火星探测计划3.3.1行星学会和国际科学应用公司的分析3.3.2驶向火星Ⅱ期3.420世纪80年代后期的NASA计划3.4.1洛斯·阿拉莫斯实验室3.4.2SallyRide的研究3.4.3SAIC3.4.4星际探险办公室的案例研究(1988年)3.4.5星际探险办公室的案例研究(1989年)3.4.6空间探测发起人和其后继者3.4.7劳伦斯利弗莫尔实验室3.520世纪90年代的一些独立研究3.5.1苏联的研究3.5.2火星直击3.5.3火星协会推出的计划3.6DRM出现之前的时期3.7NASA的DRM计划(1993—2007年)3.7.1设计参考任务-1(DRM-1)3.7.2设计参考任务-3(DRM-3)3.7.3DRM-3和DRM-1中的质量比较3.7.4DRM-3中的ISRU系统3.7.5设计参考任务-4(DRM-4)3.7.6双登陆器计划3.7.7设计参考架构-5(DRA-5)3.7.8探测战略研究小组(2006年)3.8火星探险计划3.8.1TeamVision的星际探测计划3.8.2麻省理工学院MIT的研究3.8.3欧洲航天局的并行设计设施研究(2003年)3.8.4使用轨道遥控火星表面探测火星的HERRO任务3.8.5波音公司(Boeing)在21世纪所做的研究3.8.6返回计划3.8.7短期停留与长期停留任务3.8.8基于飞越和自由返回轨道的设计3.9NASA近期的活动参考文献第4章去程与返回4.1推进系统4.1.1空间运输对推进剂的需求4.1.2方程4.1.3的干质量4.2轨道分析4.2.1科学基础4.2.2火星任务的持续时间及所需的推进条件4..更加现实的模型4.3从地球到近地轨道4.4飞离近地轨道4.4.1所需的Δv4.4.2运送至火星的质量4.4.3地-火转移轨道中使用核热4.4.4使用太阳能电推进技术升高轨道过程4.5进入火星轨道4.6从火星表面升空4.7从火星轨道向火-地转移轨道入轨4.8地球轨道入轨4.9传动比4.9.1前言4.9.2传动比计算4.9.3地球逃逸的传动比4.10近地轨道到火星轨道4.11从近地轨道到火星表面4.12火星任务中航天器初始质量4.12.1化学推进和气动辅4.12.2核热推进的使用4.1.ISRU的应用参考文献第5章火星探测任务的关键要素5.1维持生命的消耗品5.1.1对消耗品的需求(不可循环利用)5.1.2循环系统的使用5.2辐效应和防辐需求5.2.1辐源5.2.2定义和单位5..对人的辐效应和允许剂量5.2.4空间辐5.2.5火星任务的辐水平5.2.6辐5.3微重力影响5.3.1零重力值一般影响简介5.3.2低重力值影响综述5.3.3人造重力5.3.4NASA应对低重力影响的计划5.4封闭空间中的人为因素5.5中止模式和任务安全5.5.1ESAS月球任务中的中止模式和任务安全5.5.2火星任务中的中止模式5.5.3可接受的风险5.6栖息舱5.6.1栖息舱设计与人为因素5.6.2火星栖息舱的地面模拟器5.6.3DRM-1栖息舱5.6.4DRM-3栖息舱5.6.5双着陆栖息舱5.6.6SICSA栖息舱设计5.6.7栖息舱概念5.7气动辅入轨、再入、下降和着陆5.7.1引言5.7.2驾驶航天器的经验5.7.3载人火星任务的再入、下降和着陆需求5.7.4着陆5.7.5开发/测试和验计划参考文献第6章原位资源利用(ISRU)6.1原位资源利用(ISRU)的价值6.2月球ISRU6.2.1简介6.2.2上升段推进剂6..生命保障消耗品6.2.4从月球输送到LEO的推进剂6.2.5运送到月球轨道用于下降(和上升)的推进剂6.2.6用于辐屏蔽的表层土壤6.2.7预言的概念6.2.8月球资源和进程6.2.9月球ISRU系统成本分析6.3火星ISRU6.3.1介绍6.3.2火星ISRU时间表6.3.3ISRU系统的产物6.3.4火星ISRU过程6.3.5火星ISRU系统的能源需求6.3.6在人类火星探测任务中使用ISRU时减少IMLEO6.4用来自外星球的资源为火星车加燃料6.4.1月球资源6.4.2LEO的月球水的价值6.4.3由月球开采运送到LEO的水百分比6.4.4近地天体资源6.5用于月球下降段推进剂的月球轮渡6.6在近地太空分级、组装和加注燃料6.6.1绕轨道而行的燃料仓库6.6.2在轨分级6.7运输氢气到火星上6.7.1地面和空间应用6.7.2在不同物理和化学状态下的氢的存储6.7.3太空中的蒸发6.7.4将氢运送到火星并在火星存储6.7.5本章小结参考文献第7章未来数十年NASA载人火星探测任务可能失败的原因7.1月球-火星的联系7.1.1月球与火星任务的差别7.1.2开展月球任务作为降低火星任务风险的手段7.1.3ISRU是从月球到火星的跳板7.2火星计划的特点7.3目标驱动和支持者驱动计划的比较7.4新技术需求7.5NASA技术路线图7.6空间科学事业7.6.1空间科学事业技术范围7.6.2先导中心7.6.3SSE技术总结7.7人类探测技术7.7.1NASA的人类探测技术7.7.2近十年的巨大变化7.8未来展望7.8.1限制7.8.2澄清火星任务选项7.8.3基本需求7.9NASA的HEO有足够的信心?7.10结论参考文献附录A月球上的太阳能A.1月球定向的一级近似A.2水平面上的太阳辐A.3垂直面上的太阳辐A.4赤道夹角为纬度角的倾斜面的日照A.5始终垂直于太阳光的面A.6非理想月球轨道的影响A.7月球上太阳能电池的工作温度A.8赤道上的太阳能系统A.8.1短周期系统(小于354h)A.8.2长期系统(大于354h)A.9月尘的影响A.10极区的太阳能系统A.10.1极区A.10.2GRC太阳极区研究参考文献附录B火星上的太阳能B.1当前火星轨道上的太阳能强度B.1.1引言B.1.2洁净火星大气中的辐照度B.1.3大气的影响B.2水平和倾斜平板的太阳辐强度B.2.1术语B.2.2水平平面的太阳辐照度B.3固定倾斜表面上的太阳光强度B.3.1倾斜平面上的漫部分B.3.2来自倾斜收集器前方地面的反B.3.3倾斜平面上总的辐量B.3.4旋转倾斜平面B.4火星上太阳能强度的数值估算B.4.1水平平面上的太阳能B.4.2倾斜平面上太阳辐B.4.3火星上过去百万年里的太阳能B.5阵列表面上灰尘的影响——简单模型B.5.1引言B.5.2光深B.5.3粒度分布B.5.4垂直大气气柱中灰尘粒子的数目B.5.5尘埃颗粒下落的速度B.5.6初始遮蔽速率B.5.7尘埃的长期积累B.6探路者号和MER的尘埃遮挡观测数据B.7表面尘埃的风成清除B.8太阳能电池阵列上的尘埃导致的遮光率B.8.1JPL实验(2001年)B.8.2关于尘埃遮挡率的概要和结论参考文献附录C火星上的水C.1介绍C.2背景信息C.2.1火星上的温度C.2.2火星上的压强C..火星上的水汽浓度C.3地下冰的均衡模型C.3.1简介C.3.2火星地下冰的稳定模型——研究现状C.3.3火星上水的长期演变C.3.4过去约一百万年内火星轨道变化的影响C.3.5南极极地冰冠演变C.4在火星轨道上观察得到的对火星地下水的实验探测结果C.4.1中子光谱学简介C.4.2原始数据简化——中子光谱学C.4.3改良数据简化——中子光谱学C.4.4基于采用中子光谱学的均匀土壤模型的含水量C.4.5基于双地层模型下赤道和中纬地区含水量C.4.6中子观测的深度C.4.7冰层暴露的当前影响C.4.8在高纬度环形山上的冰C.4.9表层冰红外线测量C.5中子数据与火星物理特的比较C.5.1地表与大气特C.5.2中低纬度区域水沉积与地形的关系C.5.3赤道附近近地表水的季节分布C.5.4由红外反率光谱仪探测到的火星上的水C.5.5化合矿物和吸附水C.6极冠C.7火星上的液态水C.7.1表面温度超过273.2K的区域C.7.2地表以下的液态水C.7.3海水C.7.4近期地表水流成像暗示C.8来自撞击坑的据C.8.1概述C.8.2NadioeBarlow与其同伴们的工作C.8.3对撞击坑的研究C.8.4评论C.9小结参考文献
郝万宏,男,1984年出生,硕士,现任北京跟踪与通信技术研究所理,主要专业方向为月球和深空测控通信,曾在国内外期刊上发表有关航天测控专业的多篇,翻译了《甚长基线干涉测量技术译文集》,参与了嫦娥一号、二号任务;樊敏,女,1980年出生,硕士,现任北京跟踪与通信技术研究所,主要专业方向为月球和深空探测测控,曾在国内期刊上发表有关航天测控专业的多篇,翻译了《空间飞行基础》《深空任务操作译文集》《DESCANSO设计与能总结系列译丛》等,参与了嫦娥一号、二号任务。
本书给出了载人火星探测任务完整的奔向火星和返回地球的轨道设计方案,并提供了分析方法,对空间任务规划和载人火星任务分析与设计进行了详细论述,为从事该领域研究的工程技术人员提供了丰富的技术资料,同时,书中详细分析了火星表面可利用的资源,并在附录中对火星上可用的太阳能、水等诸多科学问题进行了详尽的补充说明,是我国未来从事火星探测和载人火星任务分析设计与研究工作的技术参考著作。
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