本书以弘扬太空科学、普及航天技术、激发学习兴趣为宗旨，以人类航天技术发展历程为轴线，从探索太空开始，按照先基础知识、后技术应用，先太空旅行、后地面保障的顺序进行介绍。主要内容包括探索太空、空间环境、航天器轨道、进入太空、利用太空、控制太空、太空返回、航天发射场以及地面保障系统等。
为帮助读者更好地阅读和理解，本书将中学数学、物理、化学知识与航天技术相融合，将定性与定量相结合，给出了大量简单实用的计算公式及算例，并融合穿插了许多生动、丰富的历史人物和事件，集知识性、实用性、趣味性于一体，是一本适合中学生、航天爱好者和航天工作者阅读的航天科普著作。

第1章 探索太空
1.1 探索太空的目的
1.2 宇宙起源
1.2.1 盘古开天辟地
1.2.2 关于宇宙命运的传说
1.2.3 宇宙大爆炸
1.3 天文学起源
1.4 宇宙的观测与认知
1.4.1 宇宙的尺度
1.4.2 宇宙的观测
1.4.3 天体距离
1.4.4 多普勒效应和哈勃定律
第2章 空间环境
2.1 真空和微重力环境
2.1.1 真空中的紫外线
2.1.2 真空中的分子污染
2.1.3 微重力
2.2 中性环境
2.2.1 中性环境的构成
2.2.2 大气压强的变化
2.2.3 大气阻力
2.2.4 原子氧腐蚀
2.3 等离子体环境
2.3.1 地球电离层组成
2.3.2 德拜屏蔽效应
2.3.3 等离子体振荡
2.3.4 黑障现象
2.3.5 航天器充电现象
2.4 辐射环境
2.4.1 辐射的物理基础
2.4.2 空间环境中的辐射
2.4.3 极光现象
2.5 空间碎片与微流星体
2.5.1 碎片撞击的物理基础
2.5.2 空间碎片的产生与发展
2.5.3 空间碎片的危害
2.5.4 消除空间碎片
第3章 航天器轨道
3.1 轨道初识
3.2 轨道几何学
3.2.1 圆与椭圆
3.2.2 偏心率与轴
3.2.3 远地点与近地点
3.3 轨道定律
3.3.1 开普勒定律
3.3.2 牛顿运动定律和万有引力定律
3.3.3 宇宙速度计算
3.4 轨道力学
3.4.1 坐标系
3.4.2 圆周运动
3.4.3 轨道根数
3.4.4 星下点轨迹
3.5 典型轨道
3.5.1 近地轨道
3.5.2 中轨道
3.5.3 地球静止轨道
3.5.4 大椭圆轨道
3.5.5 太阳同步轨道
3.6 轨道机动
3.6.1 轨道转移
3.6.2 轨道维持
3.6.3 离轨与交会
第4章 进入太空
4.1 航天器入轨要求
4.1.1 发射高度
4.1.2 在轨总能量
4.2 发射窗口
4.2.1 发射窗口的类型
4.2.2 发射窗口确定
4.3 航天器入轨过程
4.3.1 航天发射过程
4.3.2 火箭飞行程序
4.3.3 航天器入轨形式
4.4 运载火箭
4.4.1 火箭的原理
4.4.2 火箭技术
4.4.3 运载火箭的发展
第5章 利用太空
5.1 卫星通信
5.1.1 卫星通信基础
5.1.2 卫星接收天线
5.1.3 通信卫星的轨道布设
5.2 卫星导航定位
5.2.1 卫星导航定位基础
5.2.2 导航卫星的轨道布设
5.3 卫星遥感
5.3.1 卫星遥感基础
5.3.2 卫星遥感的分辨率
5.3.3 遥感卫星的轨道布设
5.4 空间站与空间科学实验
5.4.1 空间站
5.4.2 空间科学实验
第6章 控制太空
6.1 太空监察
6.1.1 红外探测
6.1.2 雷达探测
6.2 太空攻击
6.2.1 钱学森弹道
6.2.2 乘波体与激波
6.2.3 激光
6.2.4 碎片碰撞
6.3 太空防御
6.3.1 秘密投送
6.3.2 在轨隐身
6.3.3 机动变轨
6.3.4 导弹拦截
6.3.5 在轨修复
6.4 交会拦截
6.4.1 共面交会
6.4.2 共轨交会
第7章 太空返回
7.1 航天器返回过程
7.2 航天器返回方式
7.2.1 弹道式返回
7.2.2 半弹道式返回
7.2.3 升力式返回
7.2.4 跳跃式返回
7.3 航天器返回运动分析
7.3.1 航天器返回过程受力分析
7.3.2 航天器返回速度
7.4 返回弹道
7.4.1 加速度
7.4.2 加热率
7.4.3 着陆精度
7.4.4 返回通道
7.5 航天器形状与防热
7.5.1 航天器形状
7.5.2 航天器防热
第8章 航天发射场
8.1 航天发射场及落区选址
8.1.1 选址要素
8.1.2 发射场纬度与轨道倾角
8.1.3 火箭残散落区
8.2 航天发射场类型
8.2.1 内陆发射场
8.2.2 濒海发射场
8.2.3 陆上移动发射平台
8.2.4 海上固定发射场
8.2.5 海上移动发射平台
8.2.6 水下发射平台
8.2.7 空基发射平台
8.2.8 天基发射平台
8.3 世界主要航天发射场介绍
8.3.1 美国
8.3.2 俄罗斯/苏联
8.3.3 欧洲航天局
8.3.4 日本
8.3.5 印度
8.3.6 中国
第9章 地面保障系统
9.1 特种燃料
9.1.1 燃料种类
9.1.2 燃料加注
9.1.3 燃料制取
9.1.4 燃料贮存
9.2 特种气体
9.2.1 气体制取
9.2.2 气体要求
9.2.3 气体量化
9.2.4 气体利用
9.3 空调
9.3.1 环境参数
9.3.2 温度保障
9.3.3 湿度保障
9.3.4 洁净度保障
9.4 供电
9.4.1 高压输电
9.4.2 负荷计算
9.4.3 接地保护
9.4.4 塔架避雷
9.5 测控
9.5.1 雷达
9.5.2 遥测遥控
9.6 时间统一
9.6.1 世界时系统
9.6.2 历书时
9.6.3 原子时
参考文献

近年来、国外火星探测
、深空探测返回、商业载人
航天、星链计划等新秀轮番
登场亮相，我国嫦娥奔月、
神舟飞天、北斗组网、“天
问”探火等飞天梦想不断实
现，新一股航天热潮持续高
涨，人类探索太空的活动进
入了新纪元。
遥远深邃的太空令人感
到神秘与好奇，人们渴望对
太空有更多、更深的认识和
了解。然而，由于其所涉及
的学科众多且内容复杂，很
多人会敬而远之。本书很好
地将中学数学、物理、化学
知识与航天技术相融合，既
不是空泛的航天知识的科普
读物，也不是深奥的太空技
术的学术论著。它以小学、
初中知识为切人点，逐步深
化科普，摒弃了以往科普书
籍中多为定性描述的方式，
将定性与定量相结合，以中
学数学和物理知识为主，给
出了大量简单实用的计算公
式，并配备了许多启示性算
例及其推算过程。这不仅能
够激发读者学习数学、物理
等学科的兴趣，还可以帮助
读者更加深入地了解太空、
理解航天，从而提高我们进
出、利用、控制太空的能力
。
本书以弘扬太空科学、
普及航天技术、激发学习兴
趣为宗旨，以人类航天技术
发展历程为轴线，从探索太
空开始，按照先基础知识、
后技术应用，先太空旅行、
后地面保障的顺序进行介绍
。在介绍太空时，按照进入
太空、利用太空、控制太空
和太空返回的逻辑依次描述
。全书共9章。第1章探索太
空，主要介绍了探索太空的
目的，以及有关宇宙起源的
创世神话和宇宙大爆炸理论
、天文学的起源、对宇宙的
观测与认知等内容。第2章
空间环境，从空间环境对航
天活动的影响出发，介绍了
真空和微重力环境、中性环
境、等离子体环境、辐射环
境、空间碎片与微流星体等
内容。第3章航天器轨道，
从轨道描述和轨道运动的角
度，阐述了轨道几何学、轨
道定律、轨道力学、典型轨
道、轨道机动等内容。第4
章进入太空，从如何实现航
天器发射入轨的角度，介绍
了航天器入轨要求、发射窗
口、航天器入轨过程、运载
火箭原理与技术等内容。第
5章利用太空，从人类利用
太空资源的角度，介绍了利
用卫星进行通信、导航、遥
感观测以及空间站与空间科
学实验等内容。第6章控制
太空，从控制太空所需掌握
的能力角度，介绍了太空监
察、太空攻击、太空防御、
交会拦截等内容。第7章太
空返回，从航天器返回过程
的影响因素出发，介绍了航
天器返回过程、返回方式、
返回运动分析、返回弹道以
及航天器形状对返回过程的
影响、返回过程的航天器防
热等内容。第8章航天发射
场，重点介绍了航天发射场
的选址、纬度、落区以及航
天发射场的类型等，并对世
界主要航天发射场进行了介
绍。第9章地面保障系统，
从航天发射活动保障角度，
介绍了发射场特种燃料、特
种气体、空调、供电保障，
以及测控、时间统一等内容
。
书中进行太空基础知识
解读时，内容深入浅出、语
言通俗易懂，融合穿插了许
多生动、丰富的历史人物和
事件。本书还附有大量精美
的实物图片和精心绘制的示
意图例，集知识性、实用性
、趣味性于一体，是一本适
合中学生、航天爱好者和航
天工作者阅读的航天科普著
作。
本书的创作初衷来自太
原卫星发射中心主任李宗利
先生的两个愿望：一是给不
同专业背景但正在从事航天
发射和太空探索工作的工程
师提供一门定性与定量相结
合的太空课程；二是让具有
中学数理化知识的航天爱好
者可以选用本书提供的数学
模型等工具描述太空，以全
新视角探寻太空奥妙，走向
更远的未来。全书由李宗利
先生策划和主导，从专著主
题的构思、篇章结构的谋划
，到书稿内容的撰写，甚至
是典型算例及历史事件的选
取，先生都给予了悉心指导
，倾注了大量心血，在此谨
致以最诚挚的敬意。由于著
者才疏学浅，未能将先生的
真知灼见完全融会贯通，尚
有待完善之处。
唐立、张安理、闫鹏、
张建荣、李鹏、李斌、薛甫
成、夏红根、王琛、佟丽霞
等参与了部分编写工作，管
懿、韩庆华、尹全、张平、
石刚、王菲、张龙岗等也做
了许多工作，在此表示衷心
感谢！
由于著者水平有限，书
中难免有不妥甚至错误之处
，恳请读者批评指正。
著者
2022年6月22日