第1章 什么是航天 001
1.1 航天、航空和航宇 002
1.2 關(guān)于飛天的傳說(shuō) 002
1.3 航天器的分類(lèi) 005
1.3.1 無(wú)人航天器 005
1.3.2 載人航天器 006
1.4 航天器任務(wù)與軌道高度的關(guān)系 007
1.5 什么是航天大系統(tǒng) 009
1.6 什么是空間資源 009
1.7 什么是商業(yè)航天 010
1.8 航天界的行話(huà) 012
1.8.1 國(guó)內(nèi)航天系統(tǒng)的行話(huà) 012
1.8.2 國(guó)外航天系統(tǒng)的行話(huà) 014

第2章 人類(lèi)航天發(fā)展史 017
2.1 早期火箭018
2.1.1 阿奇塔斯與飛鴿 018
2.1.2 Hero 與引擎018
2.1.3 中國(guó)發(fā)明火箭 019
2.1.4 羅杰·培根改進(jìn)火藥配方 019
2.1.5 萬(wàn)戶(hù)的飛天夢(mèng)想 020
2.1.6 火箭進(jìn)入戰(zhàn)爭(zhēng) 020
2.1.7 卡齊米日·希敏諾維奇推導(dǎo)出多級(jí)火箭設(shè)計(jì) 020
2.2 航天器飛行的理論基礎(chǔ) 021
2.2.1 伽利略與慣性.021
2.2.2 牛頓為航天科學(xué)奠定理論基礎(chǔ) 021
2.2.3 康格里夫致力于設(shè)計(jì)先進(jìn)的火箭 022
2.2.4 儒勒·凡爾納開(kāi)拓早期太空思維 022
2.3 第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期的航天技術(shù) 023
2.4 冷戰(zhàn)時(shí)期的航天 024
2.4.1 Bumper 項(xiàng)目 024
2.4.2 世界第一顆人造衛(wèi)星 025
2.4.3 探險(xiǎn)者1 號(hào) 026
2.4.4 X-15飛機(jī) 026
2.4.5 尤里·加加林進(jìn)入太空 027
2.4.6 艾倫·謝潑德進(jìn)行亞軌道飛行 027
2.4.7 月球火箭 028
2.4.8 格倫進(jìn)入地球軌道 028
2.4.9 準(zhǔn)備登月 029
2.4.10 韋納·馮·布勞恩與美國(guó)的太空計(jì)劃 030
2.4.11 吉恩·羅登貝瑞與《星際迷航》 030
2.4.12 月球上的一小步…… 031
2.4.13 太空實(shí)驗(yàn)室 031
2.4.14 小土星運(yùn)載火箭 032
2.5 軌道器和探測(cè)器 033
2.5.1 深空探測(cè) 033
2.5.2 探空火箭 033
2.5.3 德?tīng)査�火箭家�?034
2.5.4 阿特拉斯火箭 034
2.5.5 飛馬座XL 火箭 034
2.5.6 航天飛機(jī) 035
2.6 航天進(jìn)入商業(yè)的新時(shí)代 036
2.6.1 航天發(fā)射系統(tǒng) 036
2.6.2 龍飛船和獵鷹火箭 037
2.6.3 追夢(mèng)者號(hào)太空飛船 037
2.6.4 太空旅游 038
2.6.5 獵鷹9 號(hào)火箭 039
2.6.6 中國(guó)航天發(fā)展史 039

第3章 航天器飛行原理及軌道知識(shí) 041
3.1 航天器飛行原理 042
3.2 太空飛行與大氣層內(nèi)飛行的區(qū)別 044
3.3 航天器軌道與開(kāi)普勒定律 045
3.4 軌道基礎(chǔ) 046
3.4.1 航天器圓周軌道 047
3.4.2 衛(wèi)星軌道周期 048
3.4.3 軌道平面傾角 049
3.5 橢圓軌道 049
3.6 軌道六根數(shù) 050
3.7 圖解航天器星下點(diǎn)軌跡知識(shí) 055
3.8 衛(wèi)星軌道的數(shù)學(xué)模型* 060
3.8.1 衛(wèi)星圓軌道的數(shù)學(xué)模型 060
3.8.2 橢圓軌道 060
3.9 軌道計(jì)算案例* 062

第4章 火箭 065
4.1 火箭與宇宙速度 066
4.2 火箭的組成 068
4.3 火箭分級(jí)的原因 070
4.4 中國(guó)3.35 米火箭直徑之謎 071
4.5 火箭的出征之路 073
4.6 火箭的發(fā)射窗口 074
4.7 火箭從發(fā)射到成功的整個(gè)過(guò)程 076
4.7.1 火箭飛行程序 076
4.7.2 火箭飛行過(guò)程中的監(jiān)測(cè)任務(wù) 077
4.8 一箭多星是怎么實(shí)現(xiàn)的呢 077
4.8.1 跳坐轉(zhuǎn)下車(chē) 078
4.8.2 天女散花式、排隊(duì)式下車(chē) 078
4.9 為什么火箭回收會(huì)產(chǎn)生聲爆 079
4.10 火箭發(fā)射時(shí)為何會(huì)騰云駕霧 080
4.11 火箭飛行如何實(shí)現(xiàn)最優(yōu)航跡 081
4.12 火箭發(fā)射場(chǎng)是怎么選的 082
4.13 為什么選擇海上去發(fā)射 085

第5章 衛(wèi)星 087
5.1 什么是人造衛(wèi)星 088
5.1.1 人造衛(wèi)星的組成 088
5.1.2 人造衛(wèi)星的主要用途 092
5.1.3 怎樣觀測(cè)在軌運(yùn)行的人造衛(wèi)星 092
5.2 人類(lèi)第一顆人造衛(wèi)星誕生的故事 093
5.3 有關(guān)衛(wèi)星那些事兒 095
5.3.1 衛(wèi)星的種類(lèi) 096
5.3.2 衛(wèi)星軌道與任務(wù)的關(guān)系 096
5.3.3 為什么衛(wèi)星不會(huì)互相碰撞 097
5.3.4 去火星的軌道怎么計(jì)算 098
5.4 中國(guó)進(jìn)入航天時(shí)代東方紅1 號(hào)的誕生 099
5.5 北斗系統(tǒng)與GPS 有啥不同 101
5.6 什么是對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星 102
5.6.1 對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的種類(lèi) 102
5.6.2 對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的軌道部署 103
5.6.3 對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的分辨率 103
5.6.4 對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的觀測(cè)寬度 105
5.6.5 從對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)什么 105

第6章 載人航天工程 107
6.1 阿波羅飛船 108
6.1.1 阿波羅計(jì)劃是怎么創(chuàng)造出來(lái)的 108
6.1.2 一小步的距離有多遠(yuǎn)？ 109
6.1.3 為實(shí)現(xiàn)登月設(shè)計(jì)的飛行器 109
6.2 國(guó)際空間站 111
6.2.1 認(rèn)識(shí)國(guó)際空間站 111
6.2.2 國(guó)際空間站壽命到何時(shí) 113
6.3 中國(guó)神舟飛船的誕生 115
6.3.1 鮮為人知的曙光號(hào)飛船 115
6.3.2 錢(qián)學(xué)森力挺載人航天從飛船做起115
6.4 刀尖上的舞蹈太空出艙 116
6.5 宇航員航天員哪個(gè)稱(chēng)呼更準(zhǔn)確？ 118
6.6 在太空中運(yùn)動(dòng)是怎樣的體驗(yàn)？ 120
6.6.1 跑步 120
6.6.2 體操 121
6.6.3 投擲鐵餅 121
6.6.4 舉杠鈴 122
6.6.5 球類(lèi)運(yùn)動(dòng) 123
6.7 載人航天與民生的關(guān)系 123

第7章 導(dǎo)彈 125
7.1 導(dǎo)彈的組成 126
7.2 導(dǎo)彈如何分類(lèi) 126
7.3 導(dǎo)彈和火箭的區(qū)別 129
7.4 導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制 129
7.4.1 控制制導(dǎo) 130
7.4.2 慣性制導(dǎo) 131
7.5 彈道導(dǎo)彈怎樣飛向攻擊目標(biāo) 132
7.5.1 發(fā)射階段的制導(dǎo) 133
7.5.2 熄火點(diǎn)速度與落點(diǎn)精度 133
7.6 導(dǎo)彈與制導(dǎo)炸彈 135
7.7 反導(dǎo)系統(tǒng) 136

第8章 空間望遠(yuǎn)鏡 139
8.1 空間望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展 140
8.1.1 誰(shuí)發(fā)明了世界上第一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡 140
8.1.2 古代人制作的望遠(yuǎn)鏡鏡筒為什么那么長(zhǎng) 141
8.1.3 誰(shuí)發(fā)明了反射望遠(yuǎn)鏡 141
8.1.4 胡克望遠(yuǎn)鏡及其貢獻(xiàn) 142
8.1.5 射電天文學(xué)與射電望遠(yuǎn)鏡 143
8.1.6 空間天文學(xué)的誕生 144
8.2 哈勃空間望遠(yuǎn)鏡 145
8.2.1 哈勃的故事 145
8.2.2 哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的組成 147
8.2.3 延壽哈勃 150
8.3 韋伯望遠(yuǎn)鏡 153
8.3.1 韋伯望遠(yuǎn)鏡的命名 153
8.3.2 韋伯望遠(yuǎn)鏡與哈勃望遠(yuǎn)鏡比較 153
8.3.3 韋伯望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu) 155
8.3.4 韋伯望遠(yuǎn)鏡與環(huán)狀星云M57 155
8.3.5 韋伯望遠(yuǎn)鏡將證實(shí)宇宙形成的歷史 157
8.4 流體望遠(yuǎn)鏡：韋伯的后任 157
8.5 在月球背面部署最大的射電望遠(yuǎn)鏡 159
8.5.1 在月球背面部署射電望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn) 159
8.5.2 在月球背面部署射電望遠(yuǎn)鏡的方案 160
8.5.3 在月球背面部署射電望遠(yuǎn)鏡所面臨的挑戰(zhàn) 161
8.6 FarView 天文臺(tái) 161
8.6.1 利用月球土壤建造 161
8.6.2 挑戰(zhàn)與機(jī)遇 162
8.6.3 通信問(wèn)題與解決方案 163
8.6.4 月球天文臺(tái)是天文學(xué)的未來(lái)嗎 163

第9章 空間碎片 165
9.1 空間碎片的來(lái)源 166
9.2 空間碎片的分布 167
9.3 空間碎片能在軌道停留多長(zhǎng)時(shí)間 168
9.4 空間碎片的分類(lèi) 169
9.5 空間碎片對(duì)航天器的危害 169
9.6 清理空間碎片的被動(dòng)方法 170
9.6.1 電動(dòng)系繩離軌終端器 170
9.6.2 氣動(dòng)阻力離軌裝置 171
9.6.3 太陽(yáng)輻射壓力離軌方法 173
9.6.4 制動(dòng)帆離軌方法 173
9.7 清理空間碎片的主動(dòng)方法 174
9.7.1 推力離軌方法 174
9.7.2 空間機(jī)器人方法 174
9.7.3 膨脹泡沫方法 176
9.8 混合清理空間碎片的方法 176
9.8.1 制動(dòng)帆和電動(dòng)系繩混合方法 176
9.8.2 可展開(kāi)/ 儲(chǔ)存金屬網(wǎng)捕獲碎片方法 177
9.9 各國(guó)空間碎片清理方案 178
9.9.1 瑞士：清潔太空一號(hào) 178
9.9.2 日本：太空漁網(wǎng) 180
9.9.3 美國(guó)：五花八門(mén)的手段 180
9.9.4 中國(guó)為清理太空碎片所做的努力 183

第10章 2035 年的世界航天 185
10.1 國(guó)際專(zhuān)家對(duì)2035 年世界航天發(fā)展的情景預(yù)測(cè) 186
10.2 人工智能對(duì)2035 年世界航天發(fā)展的情景預(yù)測(cè) 190

附錄一 太空探索那些事兒 195
1-1 太空中的聲音太空合聲類(lèi)似鳥(niǎo)兒唱歌 196
1-2 太空味道來(lái)自哪里？來(lái)自宇宙深處的化學(xué)記憶 200
1-3 黑洞 203
1-4 太空中的按需制藥技術(shù) 205
1-5 太空中的異響 206
1-6 首次商業(yè)太空行走為何在700 千米軌道處進(jìn)行 209
1-7 殘疾人上太空面臨哪些挑戰(zhàn) 210
1-8 控制體重，看看航天員怎么做 213
1-9 小行星為什么會(huì)撞擊地球 217
1-10 地球末日會(huì)發(fā)生嗎 218

附錄二 星際文明探索 221
2-1 星際文明探索的歷史 222
2-2 戴森球的概念 228
2-3 太陽(yáng)系中可能存在地外生命的地方 230
2-4 利用溫室氣體尋找外星人 232
2-5 UFO 與外星人 234
2-6 費(fèi)米悖論 236

附錄三 星際航行 239
3-1 星際飛船的分類(lèi) 240
3-2 狹義相對(duì)論 241
3-3 星際旅行的可行性 242

參考文獻(xiàn) 244