空间任务分析与设计  082500M02002H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科普及课 | 任课教师:郑建华,高东,李明涛
授课时间: 星期五,第10、11、12 节
授课地点: 教一楼125
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 082500M02002H 课时: 50 学分: 3.00
课程属性: 一级学科普及课 主讲教师:郑建华,高东,李明涛 助教:于锡峥
英文名称: Space Mission Analysis and Design 召集人:

教学目的、要求

帮助从事空间天文、空间科学、航天工程等学科专业学习的研究生了解并系统掌握航天任务分析与设计的基本理论和研究方法,为研究生从事航天任务分析与设计奠定技术基础。

预修课程

预修课程:航天概论、理论力学、高等数学

教 材

自编教材

主要内容

本课程的授课内容由四部分组成: 
第1讲 航天任务系统工程(3学时)(郑建华)教学重点:空间飞行基本原理,航天任务工程系统,航天器系统,航天任务工程其它系统,中国航天事业发展概括,航天任务需遵从的空间管理办法 教学难点:航天任务工程系统及航天器系统
第2讲 环境与效应分析(3学时) (郑建华)教学重点:地球引力场与失重效应,地球磁场环境与效应,地球大气环境与效应,粒子辐射环境与效应,空间电磁辐射环境与效应,微流星体与空间碎片,其它环境与效应 教学难点:空间环境效应分析与应对方法
第3讲 航天任务分析与设计方法(3学时) (郑建华) 教学重点:航天任务分析与设计方法,航天任务生命期   教学难点:航天任务分析与设计方法 
第4讲 航天任务轨道设计基础(3学时)(李明涛)教学重点:二体问题、轨道根数、被动力作用下轨道演化、主动力作用下轨道机动   教学难点:摄动效应、轨道机动
第5讲 姿态控制系统设计基础(3学时)(高东) 教学重点:航天器姿态控制系统的组成、分类和任务适应性,姿态控制系统的设计任务和设计过程    教学难点:姿态控制系统的设计任务和设计过程
第6讲 航天任务分析与总体方案设计(3学时) (郑建华)教学重点:航天任务分析,航天任务可行性方案论证,航天器总体方案设计 教学难点:航天任务分析,总体性能指标分析与综合
第7讲 航天器分系统方案设计之一(3学时) (郑建华)教学重点:有效载荷分系统设计,结构机构分系统设计 教学难点:航天器分系统功能、组成、主要设计参数、方案选择、设计过程等
第8讲 近地任务轨道设计(3学时)(李明涛) 教学重点:通信任务轨道设计、遥感任务轨道设计、导航任务轨道设计、环境探测轨道设计  教学难点:任务目标与轨道满足度
第9讲 深空任务轨道设计(3学时)(李明涛)  教学重点:月球任务轨道设、行星任务轨道设计、小天体任务轨道设计、太阳极及飞出太阳系任务轨道设计  教学难点:深空轨道优化
第10讲 分布式空间任务轨道设计(3学时)(李明涛) 教学重点:编队任务轨道设计、星座任务轨道设计、星群任务轨道设计   教学难点:分布式空间任务构型优化
第11讲 空间飞行动态特性分析(3学时)(李明涛) 教学重点:光照特性、过站特性、光照特性、空间探测时间   教学难点:飞行特性计算分析
第12讲 航天器分系统方案设计之二(3学时) (郑建华)教学重点:热控分系统,姿轨控分系统,推进分系统,测控分系统 教学难点:航天器分系统功能、组成、主要设计参数、方案选择、设计过程等
第13讲 近地空间任务姿态控制设计与分析(3学时)(高东) 教学重点:近地圆轨道航天器姿态设计与分析,地球同步轨道航天器姿态设计与分析,太阳同步轨道航天器姿态设计与分析  教学难点:地球同步轨道不同弧段的姿态设计
第14讲 航天器导航和星际飞行航天器姿态设计与分析(3学时)(高东) 教学重点:航天器导航,星际飞行航天器与地心轨道航天器姿态设计关联与区别,不同飞行阶段的姿态控制系统设计方法   教学难点:航天器轨道/姿态相对导航 
第15讲 航天器分系统方案设计之三(3学时) (郑建华)教学重点:综合电子分系统,电源分系统,总体电路分系统方案设计,空间任务设计评价等  教学难点:航天器分系统功能、组成、主要设计参数、方案选择、设计过程等
第16讲 航天工程其它系统(3学时) (郑建华)  教学重点:运载系统,发射场系统,测控系统,地面应用系统   教学难点:运载选型
考核方式:笔试(2学时,课堂开卷) 

参考文献

主要参考书目: 
(1)航天器总体设计, 彭成荣编著, 中国空间科学技术出版社2011年出版
(2)Space Mission Analysis and Design,James R Wertz,Wiley J Larson编著,Kluwer Academic Publisher, 1999年出版 
(3)空间飞行器动力学,刘暾,赵君编著,哈尔滨工业大学出版社2001年出版 
(4)NASA系统工程手册,朱一凡、李群等译,电子工业出版社 2014年出版