航天器空间碎片防护工程

本书系统论述了航天器空间碎片防护工程涉及的核心内容，主要包括： 空间碎片防护概述、空间碎片撞击风险评估方法及工具开发、风险评估所需的撞击极限方程及防护结构优化方法、空间碎片撞击引起的航天器系统及部组件易损性分析方法和工具、国内外航天器开展的空间碎片防护实践。本书适合从事航天工程大总体设计、航天器系统总体设计、分系统设计及空间碎片防护研究和试验的科研人员使用，也可供航天飞行器设计专业及空间碎片专业研究生和教师参考

丛书序
前言
第1章空间碎片防护概述
1.1空间碎片防护的概念和范畴001
1.2空间碎片撞击实例003
1.2.1航天器地面遥测遥控003
1.2.2航天器表面检测004
1.3空间碎片撞击对航天器的影响021
1.3.1结构分系统022
1.3.2压力舱及压力容器023
1.3.3推进分系统023
1.3.4热控分系统024
1.3.5热防护系统025
1.3.6电源分系统025
1.4空间碎片防护工程的主要内容026
1.4.1空间碎片环境026
1.4.2空间碎片撞击风险评估026
1.4.3防护结构及其防护性能表征027
1.4.4航天器系统及部组件易损性分析027
1.4.5航天器防护工程实践028
参考文献028
第2章空间碎片撞击风险评估
2.1空间碎片撞击风险评估流程029
2.2微流星体环境模型031
2.2.1NASA SSP 30425模型031
2.2.2Divine模型034
2.2.3CourPalais模型036
2.2.4微流星体模型比较037
2.3空间碎片环境模型038
2.3.1NASA空间碎片模型038
2.3.2欧洲的MASTER系列模型046
2.3.3中国的SDEEM系列模型047
2.3.4空间碎片环境模型比较047
2.4空间碎片撞击风险评估工具开发049
2.4.1MODAOST总体框架049
2.4.2MODAOST使用方法049
2.5空间碎片撞击风险评估工具校验055
2.5.1其他国家／组织的撞击风险评估工具055
2.5.2校验工况选取057
2.5.3校验结果对比058
2.6空间碎片撞击风险评估工具应用065
2.6.1航天器运行参数及碎片环境065
2.6.2防护结构和撞击极限方程067
2.6.3风险评估结果067
参考文献068
第3章空间碎片撞击极限方程及防护结构优化设计
3.1空间碎片防护构型及材料070
3.1.1防护构型设计技术070
3.1.2防护材料选择评估技术078
3.2防护结构撞击极限方程建模087
3.2.1超高速撞击特性087
3.2.2超高速撞击极限方程建模方法095
3.2.3典型防护结构超高速撞击极限方程103
3.3防护结构优化设计109
3.3.1防护结构设计优化理论建模109
3.3.2防护优化算法111
3.3.3防护优化软件系统114
3.3.4防护优化设计应用算例114
参考文献120
第4章航天器系统及部组件易损性分析
4.1易损性定义123
4.2航天器系统级易损性分析125
4.3部组件易损性分析128
4.3.1航天器部组件易损性分析方法130
4.3.2部组件易损性分析技术132
4.4部组件易损性实验136
4.4.1太阳电池阵撞击实验137
4.4.2电缆撞击实验140
4.4.3蓄电池模块撞击实验142
4.4.4电子设备撞击实验144
4.4.5压力容器撞击实验145
4.4.6光学材料撞击实验149
4.5载人航天器密封舱易损性及其对航天员的影响152
4.5.1二次碎片撞击航天员153
4.5.2密封舱环境对航天员影响154
4.5.3姿态失控对航天员失定向影响158
4.6航天器易损性评估系统介绍159
4.6.1NASA159
4.6.2ESA162
4.6.3中国164
参考文献167
第5章国外航天器空间碎片防护实践
5.1载人航天器171
5.1.1Apollo任务171
5.1.2航天飞机172
5.1.3国际空间站173
5.2空间探测器181
5.2.1星尘号彗星探测器181
5.2.2CONTOUR彗星探测器181
5.3人造地球卫星183
5.3.1加拿大雷达星183
5.3.2伽马射线太空望远镜183
5.3.3伦琴卫星185
5.3.4星链卫星185
5.4航天器防护设计要求186
5.4.1一般性建议186
5.4.2结构、热控及防护屏设计的建议190
5.4.3仪器设备设计和布局的建议191
参考文献192
第6章国内航天器空间碎片防护实践
6.1天宫一号193
6.1.1撞击风险评估193
6.1.2系统级防护设计195
6.1.3部件级防护设计199
6.1.4小结204
6.2中国空间站204
6.2.1撞击风险评估204
6.2.2防护结构研制206
6.2.3系统级防护设计208
6.2.4小结212
6.3应用卫星212
6.3.1撞击风险评估212
6.3.2防护设计213
6.3.3小结216
6.4标准规范216
6.4.1撞击风险评估216
6.4.2设计流程217
6.4.3航天器空间碎片防护设计217
6.4.4航天器防护设计验证219
参考文献220
彩图221