空間系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

《空間系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)》共計(jì)29章，較為系統(tǒng)、全面地闡述了人類從事載人航天活動(dòng)時(shí)所面臨的安全問題，介紹了空間系統(tǒng)安全性的考慮因素和設(shè)計(jì)方法，匯集了國外近90位載人航天專家的智慧和心血?！犊臻g系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)》不僅可供航天科研人員參考，亦可供載人航天工程類大學(xué)本科學(xué)生或研究生使用。

作者簡(jiǎn)介

編者：（美國）馬斯格雷夫（Gary Eugene Musgrave）  拉森（Axel M.Larsen）  （荷蘭）斯高巴（Tommaso Sgobba）  譯者：北京空間科技信息研究所 中國航科技集團(tuán)公司宇航部

書籍目錄

第1章空間安全概論 1.1NASA與安全 1.2安全與風(fēng)險(xiǎn) 1.3管理安全與風(fēng)險(xiǎn) 1.4關(guān)于本書 參考文獻(xiàn) 第2章空間環(huán)境：自然的和誘導(dǎo)的 2.1大氣層 2.1.1組成 2.1.2原子氧 2.1.3電離層 2.2軌道碎片與流星體 2.2.1軌道碎片 2.2.2流星體 2.3微重力 2.3.1微重力定義 2.3.2實(shí)現(xiàn)方法 2.3.3對(duì)生物過程和航天員健康的影響 2.3.4月球及行星航天的獨(dú)特方面 推薦讀物 2.4聲學(xué) 2.4.1聲學(xué)安全問題 2.4.2聲學(xué)要求 2.4.3一致性與驗(yàn)證 2.4.4結(jié)論和建議 推薦讀物 2.5輻射 2.5.1電離輻射 2.5.2射頻輻射 推薦讀物 2.6自然及誘導(dǎo)熱環(huán)境 2.6.1熱環(huán)境概論 2.6.2航天器傳熱的考慮因素 2.6.3自然熱環(huán)境 2.6.4誘導(dǎo)熱環(huán)境 2.6.5月球及行星環(huán)境的其他考慮因素 2.7綜合環(huán)境影響 2.7.1環(huán)境影響概述 2.7.2綜合環(huán)境 2.7.3綜合影響 2.7.4空間仿真地面試驗(yàn) 參考文獻(xiàn) 第3章生物航天學(xué)概述 3.1空間生理學(xué) 3.1.1肌肉系統(tǒng) 3.1.2骨骼系統(tǒng) 3.1.3心肺系統(tǒng) 3.1.4神經(jīng)前庭系統(tǒng) 3.1.5輻射 3.1.6營養(yǎng) 3.1.7免疫系統(tǒng) 3.1.8出艙活動(dòng) 3.2短期及長(zhǎng)期飛行任務(wù)影響 3.2.1肌肉系統(tǒng) 3.2.2骨骼系統(tǒng) 3.2.3心血管及呼吸系統(tǒng) 3.2.4神經(jīng)系統(tǒng) 3.2.5輻射 3.2.6營養(yǎng) 3.2.7免疫系統(tǒng) 3.2.8出艙活動(dòng) 3.3健康保持 3.3.1飛行前準(zhǔn)備 3.3.2飛行途中的措施 3.3.3飛行中的醫(yī)療監(jiān)測(cè) 3.3.4飛行后恢復(fù) 3.4航天員生存 3.4.1航天飛行中的健康威脅概述 3.4.2早期工作 3.4.3航天員在發(fā)射臺(tái)、發(fā)射時(shí)及上升期間的生存 3.4.4在軌安全避險(xiǎn)和航天員轉(zhuǎn)移 3.4.5再入、著陸和著陸后 3.5結(jié)論 參考文獻(xiàn) 第4章航天安全性的基本原則 4.1事故原因 4.2基本原則和方法 4.2.1危險(xiǎn)消除和限制 4.2.2屏蔽和互鎖裝置 4.2.3故障安全性設(shè)計(jì) 4.2.4故障與風(fēng)險(xiǎn)最小化 4.2.5監(jiān)測(cè)、恢復(fù)與規(guī)避 4.2.6航天員生存系統(tǒng) 4.3安全評(píng)審流程 4.3.1安全性要求 4.3.2安全小組 4.3.3安全評(píng)審 4.3.4不合格產(chǎn)品 參考文獻(xiàn) 第5章適人性設(shè)計(jì)方案 5.1適人性方案的定義 5.1.1適人性系統(tǒng) 5.1.2NASA適人性設(shè)計(jì)及流程 5.1.3適人性方案的計(jì)劃 5.1.4NASA適人性方案的認(rèn)證流程 5.1.5商業(yè)載人航天飛行中適人性方案 5.2適人性方案的需求和方法 5.2.1適人性方案的關(guān)鍵技術(shù)要求 5.2.2管理要求 5.2.3試驗(yàn)要求 5.2.4數(shù)據(jù)需求 參考文獻(xiàn) 第6章生命保障系統(tǒng)安全性 6.1空氣調(diào)節(jié)與控制 6.1.1監(jiān)測(cè)是控制的關(guān)鍵 6.1.2空氣條件 6.1.3二氧化碳的清除 6.2痕量污染物控制 6.2.1緊密結(jié)構(gòu)和航天器艙 6.2.2痕量污染物控制方法 6.2.3痕量污染物控制設(shè)計(jì)考慮 6.3航天器環(huán)境中水質(zhì)量的評(píng)估：緩解健康與安全問題 6.3.1與航天飛行相關(guān)的水源范圍 6.3.2航天器水的質(zhì)量和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估樣例 6.3.3水質(zhì)監(jiān)測(cè) 6.3.4結(jié)論和未來方向 6.4廢物管理 6.5生命支持系統(tǒng)概要 參考文獻(xiàn) 第7章緊急救援系統(tǒng) 7.1太空救援 7.1.1法律和外交基礎(chǔ) 7.1.2救援能力的要求 7.1.3救援模式和概率 7.1.4不同飛行階段的風(fēng)險(xiǎn) 7.1.5歷史上發(fā)生的故障事件 7.1.6歷史上的救援系統(tǒng) 7.1.7航天救援以自我救援為主 7.1.8地面救援的限制 7.1.9作為航天救援研究的航天員返回飛行器 7.1.10安全救援所 7.1.11結(jié)論 7.2個(gè)人保護(hù)設(shè)備 7.2.1個(gè)人保護(hù)設(shè)備的目的 7.2.2個(gè)人保護(hù)設(shè)備的類型 參考文獻(xiàn) 第8章碰撞規(guī)避系統(tǒng) 8.1對(duì)接系統(tǒng)和運(yùn)行 8.1.1對(duì)接系統(tǒng)是航天器在軌連接的一種方式 8.1.2保證對(duì)接安全性和可靠性的設(shè)計(jì)途徑 8.1.3俄羅斯對(duì)接系統(tǒng)保證安全性和可靠性的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 8.1.4俄羅斯對(duì)接系統(tǒng)安全性和可靠性完成驗(yàn)證的分析與試驗(yàn) 8.2下降與著陸系統(tǒng) 8.2.1降落傘系統(tǒng) 8.2.2已知的降落傘異?，F(xiàn)象和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) 參考文獻(xiàn) …… 第9章機(jī)器人系統(tǒng)安全 第10章流星體和碎片防護(hù) 第11章噪聲控制設(shè)計(jì) 第12章材料的安全性 第13章氧氣系統(tǒng)安全 第14章宇航電子設(shè)備安全性 第15章軟件系統(tǒng)安全 第16章電池組安全性 第17章機(jī)械系統(tǒng)安全 第18章有害材料的控制策略 第19章故障容差設(shè)計(jì) 第20章推進(jìn)系統(tǒng)安全 第21章火工品安全 第22章艙外活動(dòng)安全 第23章緊急事件、警告和預(yù)警系統(tǒng) 第24章激光安全 第25章航天員安全培訓(xùn)：綜合性過程 第26章對(duì)地面環(huán)境的安全考慮 第27章防火安全 第28章有效載荷安全 第29章側(cè)重于設(shè)計(jì)的概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   其他兩種環(huán)境對(duì)于航天器應(yīng)用可能更是基本的。一種是針對(duì)地面操作，另一種嚴(yán)格程度稍差的環(huán)境針對(duì)飛行中的航天器自身。這些射頻環(huán)境應(yīng)作為對(duì)特定航天器進(jìn)行適應(yīng)性剪裁的起點(diǎn)，將已知的發(fā)射器更換或增加到新環(huán)境中，直到所有的都得到考慮。對(duì)沒有已知發(fā)射器存在的區(qū)域，其射頻環(huán)境的設(shè)定需要作工程判斷。一般地，對(duì)于航天器來說，地面處理、發(fā)射、著陸和在軌操作時(shí)的各個(gè)射頻環(huán)境都要公布。最終的射頻環(huán)境需要認(rèn)真制定，因?yàn)樗鼈兺ǔＳ脕頌橹車幕A(chǔ)設(shè)施，如天氣監(jiān)測(cè)及車輛跟蹤雷達(dá)建立最大容許操作限定值。精確地講，這類射頻環(huán)境的正式文件是由NASA與位于范登堡的空軍基地的西部試驗(yàn)靶場(chǎng)和位于卡納維拉爾角的東部試驗(yàn)靶場(chǎng)共同制定的。與商用、政府及軍方的地面和天基發(fā)射機(jī)有關(guān)的正式控制協(xié)議可以而且通常是基于類似的射頻環(huán)境。 （2）本地設(shè)施輻射源 本地設(shè)施輻射源包括多種有意輻射器，如手機(jī)；用于安全或應(yīng)急的固定或移動(dòng)通信廣播設(shè)備；手機(jī)收發(fā)塔和微波電話中繼站；局域網(wǎng)，如IEEE802.11G和具備藍(lán)牙功能的無線計(jì)算機(jī)連接和附屬設(shè)施；便攜式個(gè)人電子設(shè)備，如黑莓手機(jī)相關(guān)附件，以及在靠近飛機(jī)地區(qū)進(jìn)行操作的導(dǎo)航無線電設(shè)備等。無意輻射源包括焊接操作、重型機(jī)械操作、電源切換和配電設(shè)施安裝等。對(duì)本地設(shè)施輻射源的防護(hù)是硬件設(shè)計(jì)的功能之一，合理應(yīng)用適當(dāng)?shù)牟僮骷s束，規(guī)定不同類型輻射器可以應(yīng)用的時(shí)間、地點(diǎn)和次數(shù)。這一控制的重要特點(diǎn)之一是在該環(huán)境中引入新的發(fā)射器時(shí)，必須經(jīng)過威脅評(píng)估，以確定新發(fā)射器對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施、航天器部件及操作會(huì)帶來何種影響。通信發(fā)射設(shè)備在其視線中，頻率變化會(huì)從幾百赫（Hz）到幾吉赫（GHz），場(chǎng)強(qiáng)可從每平方米幾微伏到幾百伏。

編輯推薦

《空間系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)》編輯推薦：自人類從事載人航天活動(dòng)以來，為確保任務(wù)成功和航天員生命安全，載人航天系統(tǒng)的安全性成為一個(gè)極其關(guān)鍵和敏感的問題?？臻g環(huán)境、空間系統(tǒng)本身以及航天員操作等都存在諸多不確定因素，這些因素很可能導(dǎo)致事故或?yàn)?zāi)難發(fā)生。美國國家航空航天局（NASA）在數(shù)十年載人航天活動(dòng)中獲得了成功的經(jīng)驗(yàn)，也發(fā)生過慘痛的教訓(xùn)。這些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)促使NASA認(rèn)真審視其安全文化，研究制定和完善空間系統(tǒng)的安全性要求，加強(qiáng)空間系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)。

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