4.7 展望 155
参考文献 156
第5章 有效载荷技术 159
5.1 引言 160
5.2 深空探测研究的主要科学问题 162
5.2.1 从系统角度看深空探测的科学问题 162
5.2.2 我国月球和火星探测的科学目标与有效载荷配置 165
5.3 形貌获取技术 172
5.3.1 科学探测任务 172
5.3.2 立体像对获取技术 172
5.3.3 彩色CMOS器件 173
5.3.4 相机系统设计 174
5.3.5 自动曝光技术 176
5.3.6 定标与地面验证试验 178
5.4 元素成分鉴别技术 179
5.4.1 科学探测任务 179
5.4.2 元素成分鉴别原理 179
5.4.3 激发源的选取策略 180
5.4.4 传感器的选取与设计技术 181
5.4.5 系统设计 183
5.4.6 定标与地面验证试验 185
5.5 月基天文观测技术 186
5.5.1 科学探测任务 186
5.5.2 谱段和观测天区选择 187
5.5.3 望远镜设计 187
5.5.4 杂散光抑制 187
5.5.5 定标与地面验证试验 188
5.6 展望 189
参考文献 190
第6章 制导导航控制技术 192
6.1 引言 193
6.2 轨道控制技术 194
6.2.1 深空探测器轨道控制特点 194
6.2.2 大冲量轨道控制策略 195
6.2.3 精确轨道控制 200
6.2.4 轨道控制系统设计 205
6.3 天体进入与着陆GNC技术 209
6.3.1 天体进入与着陆GNC技术特点 209
6.3.2 大气进入控制 210
6.3.3 动力下降控制 211
6.3.4 障碍识别与规避 212
6.3.5 天体进入与着陆GNC系统设计 213
6.4 天体表面巡视GNC技术 219
6.4.1 巡视器GNC特点 219
6.4.2 环境感知 220
6.4.3 位姿确定与估计 222
6.4.4 路径规划 223
6.4.5 运动控制 225
6.4.6 天体表面巡视GNC系统设计 227
6.5 展望 232
参考文献 233
第7章 大气减速技术 234
7.1 引言 235
7.2 气动力与气动热分析 238
7.2.1 空气动力学基本概念 238
7.2.2 大气进入气动问题研究 243
7.2.3 大气进入气动分析与预测 247
7.3 气动热防护设计 258
7.3.1 热防护技术基础理论 258
7.3.2 大气进入热防护技术 263
7.3.3 大气进入热防护设计 267
7.4 大气进入制导与控制设计 275
7.4.1 大气进入制导控制技术 275
7.4.2 大气进入轨道设计 277
7.4.3 大气进入制导与控制设计 282
7.5 降落伞减速设计 284
7.5.1 降落伞减速概述 284
7.5.2 大气进入降落伞技术 287
7.5.3 深空探测器降落伞设计 290
7.5.4 降落伞设计仿真分析 303
7.6 展望 305
参考文献 306
第8章 测控通信技术 307
8.1 引言 308
8.2 深空无线电测量技术 310
8.2.1 深空测距 310
8.2.2 深空测速 312
8.2.3 深空测角 315
8.3 深空射频系统技术 320
8.3.1 射频调制 320
8.3.2 高灵敏度接收 321
8.3.3 高EIRP发射 322
8.3.4 激光通信 323
8.4 深空遥测遥控和数据通信技术 325
8.4.1 数据格式 325
8.4.2 信道编码 328
8.5 深空测控通信系统设计 331
8.5.1 任务分析 331
8.5.2 系统方案 338
8.5.3 仿真与验证 342
8.6 展望 345
参考文献 347
第9章 热控技术 349
9.1 引言 350
9.2 深空热环境特点 351
9.2.1 水星热环境 352
9.2.2 金星热环境 353
9.2.3 月球热环境 354
9.2.4 火星热环境 355
9.2.5 外行星热环境 357
9.3 热控关键技术 359
9.3.1 重力辅助两相流体回路技术 359
9.3.2 水升华器技术 361
9.3.3 可变热导热管技术 364
9.3.4 气凝胶技术 365
9.4 深空探测器热控系统设计 369
9.4.1 国内外典型深空探测器热控系统简介 369
9.4.2 热设计的基本原则 375
9.4.3 热设计 376
9.4.4 热分析 379
9.4.5 地面模拟试验 384
9.5 展望 389
参考文献 391
第 10章 推进技术 393
10.1 引言 394
10.2 推进系统分类 395
10.2.1 冷气推进 395
10.2.2 化学推进 396
10.2.3 电推进 406
10.2.4 新概念推进 411
10.3 深空探测推进系统设计与验证 415
10.3.1 任务分析 415
10.3.2 推进系统选型 419
10.3.3 方案设计 420
10.4 展望 430
参考文献 432
第 11章 电源技术 434
11.1 引言 435
11.2 太阳电池技术 436
11.2.1 光谱匹配 436
11.2.2 防尘技术 439
11.3 MPPT技术 441
11.3.1 MPPT基本原理 441
11.3.2 MPPT实现方式 442
11.3.3 MPPT拓扑结构 444
11.4 锂离子蓄电池技术 446
11.4.1 锂离子蓄电池概述 446
11.4.2 锂离子电池的耐低温技术 447
11.5 空间核电源 452
11.5.1 空间核电源概述 452
11.5.2 RTG技术 453
11.5.3 核反应堆电源 456
11.6 深空电源系统设计 462
11.6.1 任务分析 462
11.6.2 太阳电池阵设计 467
11.6.3 蓄电池组设计 469
11.6.4 电源控制器设计 471
11.6.5 电源系统设计示例 471
11.7 展望 477
参考文献 479
第 12章 自主管理技术 482
12.1 引言 483
12.2 自主管理技术概述 484
12.2.1 自主运行体系结构 485
12.2.2 体系结构及其组件 485
12.2.3 故障检测和诊断 488
12.2.4 规划和调度 491
12.3 深空探测器自主管理技术 496
12.3.1 火星车自主能力发展历程 497
12.3.2 火星车自主管理技术需求分析 498

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