航天器对抗轨道动力学

本书可供从事空间对抗轨道研究的工程技术人员、学者以及相关专业的研究生参考。 

本书是一部系统论述航天器对抗轨道动力学的专著，全面、深入地阐述了航天器对抗轨道的特征、类型以及设计等方面内容。首先是对隐蔽轨道、拦截轨道、规避轨道三种不同轨道的研究，包括概念、分类及设计计算等；然后介绍了航天器对抗轨道的相关理论，包括在轨释放与发射动力学（重点介绍了关于两种在轨发射系统的设计及其地面实验）、在轨分离平台的自主制导与控制、悬浮与拼接轨道优化等；后研究了航天器轨道的可达性，包括数学可达性、物理可达性、工程约束的可达性。

空间对抗的存在是一个不争的事实。这不仅是人类活动的必然、疆土对抗的延伸，也是空间独特的物理环境、战略地位所决定的必争高地。美国前总统肯尼迪说过，谁控制了空间谁就控制了地球。作者并不是热衷于推动太空的军事化，也不涉及空间武器或其使用，但不能对存在的事实视而不见。为了帮助相关专业人员了解对抗轨道的动力学特征，作者将近年来本团队的研究成果及散见于国内外公开文献的资料集于此册，以使其系统化。
在过去的60年里，空间科学和技术迅猛发展，推动了科学发现，提高了安全水平，增强了国际关系，改善了人们的生活。空间系统在应对天灾人祸、监测长期环境趋势方面不可或缺。空间系统支撑了信息社会的构建，使人们看得更清晰，沟通更顺畅，导航更精确，作业更有保障。美国国防部2011年2月4日公布的《国家安全太空战略》指出，空间能力为美国及其盟友在国家决策、军事行动和本土安全方面提供了史无前例的优势。空间系统能够为应对各种各样的全球性挑战提供快速而又恰如其分的响应，从而为国家安全的决策者提供了不受限制的全球进出能力，创造了决策优势。维护美国在空间的既得利益是其国家安全的一个重心。但是，战略环境的不断演变对美国的空间优势形成了越来越大的挑战。空间——这个不为任何国家所拥有却被所有国家所依赖的疆域——正在变得越来越拥挤，越来越具有对抗性，越来越具有竞争性。
对抗是人类活动的本能和特征之一，凡有人群活动的地方就有对抗，它与合作同时存在，空间当然不能例外。自从人造飞行器进入空间，就开始了竞争、合作、对抗。美苏的空间对抗活跃期是冷战时期的空间竞赛，也是他们争霸全球的重要部分，包括战略的威慑、技术的领先，甚至是空间事件的全球轰动效应对民众和盟友的激励。
空间对抗，无论人的直接参与或间接参与，都需借助于空间设施，即空间飞行器。为了部署或执行相应的任务，飞行器需要到达相应的空间位置和/或相应的速度，亦即运作于相应的轨道。因此，空间对抗是航天器的一种应用，是一种具有对抗目的的特殊应用。各种轨道的航天器都可能用于对抗，但是专门用于对抗的那些航天器，其轨道有自己的特征。首先，对抗要有应急性，无论是主动攻击还是被动防御的航天器，都要求快速机动，作者的文献《航天器轨道机动动力学》（2010）专门研究了机动轨道。其次，对抗要针对具体目标，轨道运动具有相对性，包括交会、拦截、发射，甚至是多航天器协作，作者的文献《航天器相对运动轨道动力学》（2013）专门研究了相对运动轨道。再则，对抗轨道运动要求自主和准确，在无人参与时完成任务，文献《航天器自主操作的测量与控制》（2011）所述正是。
本书基于太空对抗这个存在的事实，以帮助相关专业人员了解对抗轨道的动力学特征为指导思想，针对航天器的隐蔽、规避、悬浮、拼接、分离、发射、拦截及可达范围等问题，搜集整理近几年散见于公开文献的资料，将其系统化为9章，第1章首先从人类活动的必然、陆海空对抗的延伸、太空特有的位置和环境等角度叙述了太空对抗的必然性，并对美国、俄罗斯（苏联）伴随人类空间活动的空间对抗事实进行了综述；第2章是对空间隐蔽轨道的初步研究，包括隐蔽轨道的概念、分类及不同隐蔽轨道的形成；第3章是关于拦截轨道的设计以及相关的拦截制导律、追踪区和摧毁区设计；第4章研究了规避轨道以及规避区判定、规避策略等；第5章是在轨释放与发射动力学、轨迹规划等；第6章则是关于两种在轨发射系统的设计及其地面试验；第7章叙述了在轨分离后飞行器的特殊制导与控制理论和方法；第8章论述了对特定目标的悬浮、编队、轨道拼接等；第9章研究了航天器轨道的可达性，包括数学可达性、物理可达性、工程约束的可达性。第1、3章由袁建平、方群完成，第2章由李恒年、张智斌完成，第4章由方群、袁建平完成，第5章由安效民、阎循良、汤一华完成，第6、7章由侯建文、贺亮完成，第8章由安效民完成，第9章由赵育善、郑伟完成。袁建平承担了全书的策划和统稿工作，和兴锁审阅了全书。