《行星著陸器和進入探測器》旨在對用于探索其他星球大氣層和星球表面的行星著陸器和大氣層再入探測器的工程、科學和飛行歷史進行簡明而范圍廣泛的概述!缎行侵懫骱瓦M入探測器》涵蓋了特定飛行器的工程問題,如著陸系統(tǒng)、降落傘、行星保護和進入屏蔽裝置,它們通常不屬于傳統(tǒng)的航天器工程范疇!缎行侵懫骱瓦M入探測器》匯集了自20世紀60年代初至今用于月球和行星任務的30多個不同著陸器和進入探測器的設計實例,作者還對全球空間計劃中許多飛行器的設計進行了詳細說明,提供了關于其任務和有效載荷的基本信息,無論這些計劃成功與否。為了闡明所面臨的各種挑戰(zhàn)及相應的解決方案,《行星著陸器和進入探測器》對幾次飛行任務作了更為詳細的討論!缎行侵懫骱瓦M入探測器》一書將成為從事行星科學、宇航工程和空間任務研發(fā)的專業(yè)人員、學術研究人員和研究生的重要參考文獻。
《行星著陸器和進入探測器》由歐美著名大學和實驗室長期從事行星際與空間科學研究的科學家和研究人員撰寫,對行星著陸器和探測器的工程,科學及飛行歷史作了詳細敘述,書中匯集了自20世紀60年代初至今用于月球和行星任務的30多個不同的著陸器和進入探測器設計范例,給出了許多詳細設計圖例,并提供了這些飛行器任務和有效栽荷的基本信息,書中詳細討論了幾次行星際飛行任務,探討了面臨的廣泛挑戰(zhàn)及解決方案。
《行星著陸器和進入探測器》作為從事行星科學,宇航工程和空間任務研究的專業(yè)人員的重要參考文獻,有助于他們更好地了解特定飛行器中通常不屬于傳統(tǒng)航天器工程設計和工程問題。
本書旨在對行星著陸器和大氣層探測器的工程、科學及飛行歷史作簡明而范圍廣泛的概述。這些飛行器在執(zhí)行任務中要遇到“常規(guī)”航天器如地球軌道衛(wèi)星(即便是行星際繞飛)或軌道飛行器不會遭遇的許多設計和運行問題。這些問題理應得到高度重視,我們試圖將它們集中起來進行簡要的討論,找出散見于浩瀚文獻中的更為詳細的線索。本書還將著力描述已發(fā)射的著陸器和探測器的實際案例。
自第一個這種飛行器完成設計至今已超過45年。就某種程度而言,過去的一些探索任務(超過100項)從科學的觀點來看是互不相關的,從工程的觀點來看是過時的,也許只能作為廣博的行星探索歷史的一個腳注。但我們?nèi)哉J為它們應在人類文化和技術的歷史長河中占有一席之地,包括它們所努力揭示的技術途徑、要求的演變過程以及從中獲得的經(jīng)驗教訓。
本書第一部分敘述某些飛行器特有的重要工程問題,如大氣層再入探測器、著陸器和其他星球穿透器。對于普通空間飛行器的一般性材料我們將引導讀者參考現(xiàn)有的文獻資料。本書第二部分旨在收集已有的飛行器及其飛行任務的關鍵信息,作為獲取更加詳細信息的主要來源。第三部分進一步詳細介紹了某些飛行任務供“案例研究”用。
安德魯·鮑爾(Andrew J.Ball),是位于英國密米頓凱恩斯 (Milton Keynes)的0pen大學的博士后研究人員,是皇家宇航協(xié)會(Royal Astronamical Society)和英國行星際協(xié)會(British Interplan-etary Society)的會員。12年來,他參與了包括羅塞塔(Rosetta和惠更斯(Huygens)計劃在內(nèi)的歐洲星際任務。
詹姆斯·加里(James R.C.Garry),是英國南安普頓大學工程 科學學院(the School of Engineering Science at the University of Southampton,UK)的博士后研究人員,是皇家宇航協(xié)會的會員。10多年來,他一直從事歐洲航天局的星際任務工作,并出版了與空 間研究相關的專著。
拉爾夫·洛倫茨(Ralph D.Lorenz),是美國約翰·霍普金斯大 學(Johns Hopkins University)應用物理實驗室的科學家,是皇家宇航協(xié)會和英國行星際協(xié)會的會員。他有著15年為美國航空航天局(NASA)和歐洲航天局空間飛行項目工作的經(jīng)歷,著有一些空間研究專著。 維克托·克爾扎諾維奇(Viktor V.Kerzhanovich),是美國NASA噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)自動系統(tǒng)部機動和自動化系統(tǒng)分部的主要工程人員之一。他是蘇聯(lián)所有金星和火星進入探測器計劃的參與者。
縮寫和簡稱
進入探測器名稱中英文對照
第一部分 進入探測器、著陸器或穿透器
特有的工程問題
第1章 任務目標和系統(tǒng)工程
1.1 系統(tǒng)工程
1.2 著陸位置選址
第2章 容納量、發(fā)射、巡航和軌道或行星際軌跡到達
2.1 發(fā)射環(huán)境
2.2 轉移軌跡選擇
2.3 到達策略
第3章 進入大氣層
3.1 進入動力學
3.2 進入熱動力學
3.3 TPS技術
3.4 實踐性
第4章 通過大氣層下降
4.1 概述和基本原理
4.2 極端彈道系數(shù)4.3 阻力增強裝置
4.4 降落傘類型
4.5 試驗
4.6 下降控制系統(tǒng)的其他部件
4.7 火星——大氣層制動火箭
第5章 下降到無空氣星體
5.1 重力轉彎
5.2 有效下降
5.3 實際軌跡
5.4 舉例:直接下降——月球勘測者號
5.5 舉例:月球16號探測器和阿波羅號載人飛船
5.6 小星體
5.7 儀器
5.8 有動力重新上升
5.9 懸停
5.10 組合技術——系統(tǒng)工程
第6章 行星氣球、飛機、潛艇和低溫飛艇
6.1 氣球
6.2 有動力飛艇(飛艇)
6.3 飛機和滑翔器
6.4 用于航空機動性的其他重于空氣原理
6.5 潛艇、液壓飛艇和低溫飛艇
第7章 到達行星表面
7.1 定位和規(guī)避危險
7.2 起落架
7.3 穿透動力學
7.4 濺落動力學:土衛(wèi)六著陸器,地球返回密封艙
第8章 著陸器和進入探測器的熱控制
8.1 表面覆蓋層和輻射平衡
8.2 內(nèi)部傳熱
8.3 下降時的熱環(huán)境
8.4 熱試驗
8.5 熱建模
第9章 電源系統(tǒng)
9.1 系統(tǒng)要求
9.2 功率和能量預算
9.3 放射性同位素能源
9.4 太陽能電源
9.5 蓄電池技術
9.6 其他電源
9.7 電源和熱控制
9.8 后記
第10章 進入探測器的通信與追蹤
10.1 進入探測器:通信基礎
10.2 主電信方程
10.3 頻率測量
10.4 數(shù)據(jù)傳輸
10.5 鏈路預算
10.6 跟蹤
第11章 輻射環(huán)境
第12章 表面活動:機械臂、鉆機、掘進機和機動性
第13章 結構
第14章 航天器與行星的污染
14.1 污染源
14.2 對星上生物的現(xiàn)行規(guī)定
14.3 清潔與滅菌技術
14.4 航天器特有的問題
14.5 單獨目標:清潔度
14.6 樣品返回
第二部分 大氣層/表面飛行器及其有效載荷
第15章 破壞性撞擊探測器
第16章 大氣層進入探測器
16.1 首個蘇聯(lián)金星和火星進入探測器
16.2 金星4號~8號(V-67,V-69,V-70,V-72)進入探測器
16.3 先驅者一金星號探測器
16.4 維加號AZ氣球
16.5 伽利略號探測器
16.6 惠更斯號探測器
第17章 吊艙著陸器
17.1 徘徊者號Block2地震密封艙
17.2 月球4號~9號和13號(Ye-6和Ye-6M)著陸器
17.3 火星2號、3號、6號和7號(M-71和M-73)著陸器
17.4 火星96號小型站
17.5 火星探路者號
17.6 獵兔犬2號
17.7 火星探索漫游車
……
第三部分 案例研究
附錄 太陽系中星體的某些關鍵參數(shù)
參考書目
參考文獻