《深空探测轨道设计和分析（第一卷）》是三卷集《深空探测轨道设计和分析》的第一卷，讨论了与深空探测轨道问题密切相关的基础理论和基础技术，包括：第1章深空探测，第2章坐标和时间系统，第3章星历和天象，第4章二体问题，第5章空间轨道优化和非线性规划，第6章深空火箭推进，同时，本卷还对火星环境、火星探测发射机遇和发射窗口、地球一火星往返系统和轨道以及行星大气层进人轨道进行了面向工程的研究，见第7章火星探测轨道设计。
　　特别重要的是，该书对所讨论的关键基础技术算法都尽可能地提供了研制精良的Fortran程序（附光盘），尤其是美国喷气动力实验室（JPL）开发的星历DE405／LE405、国际天文联合会（IAU）iau程序、二体运动开普勒和兰伯特问题程序、无约束和约束优化软件包UN—COPS／SQPoPS，显示了该书良好的工程实用性和它所具有的现实生产力。
　　该书适合从事飞行器设计、制导控制专业的研究人员和工程技术人员阅读，亦可作为相关专业的高年级本科生及研究生的教学参考书。

　　人类已经进入了太阳系各大行星和小行星带，近五十年来，国际上两百多颗深空探测器的成功发射，代表了深空探测轨道设计和分析已成为一个相对成熟的航天轨道动力学的学科分支，我们希望能在本书中对这个分支进行精准和工程化的描述，有助于新时代的年轻人能够站在一个前沿经典实用的知识平台上，敏健地走进深空探测工程项目的大门，从宇宙层面，去认识和构建人类命运共同体。
　　轨道设计和分析是研发任何航天飞行器的顶层关键技术，它的结果能够极大地影响航天项目其他环节的工程设计，最终充实项目的整个概念性设计思想和技术解决方案。本书将为深空探测轨道设计和分析建立一个具有特色的理论表述体系，并对重点算法尽可能地给出相应的Fortran程序和算例，希望能在半个多世纪以来人类深空探测实践的宏大背景下，从理论和工程相结合的角度，对深空探测的轨道问题做出有实际应用价值和长久影响的关键基础和核心技术研究。
　　本书拟分三卷：第一卷讨论与深空探测轨道问题密切相关的基础理论和技术，并对火星探测轨道设计进行了面向工程的研究；第二卷研究在广泛意义下的借力飞行概念及其轨道设计理论，讨论太阳系行星探测和小行星探测轨道设计的工程方法；第三卷研究深空探测轨道分析理论以及轨道计算的数值方法和实践。
　　最后，我愿以此书奉献给我的父亲，陕西省体育教育家赵广才先生诞辰一百周年（1916-2016）纪念，并祝贺我的母亲，原西安市莲湖区人民代表刘雅兰女士百岁（1918-）生日快乐福寿安康。正值金婚之际，我还特别感谢我的夫人乌云女士，在半个世纪风风雨雨中相依相伴，对我的研究工作的扶助，同时，也感谢我的子女们对我的鼎力支持。

　　赵瑞安，研究员，生于1941年，陕西西安人，1960年加人中国共产党。1952年9月至1958年7月在陕西省西安中学学习，1958年9月至1963年7月在西北工业大学计算数学专业学习和工作，1963年7月至今在中国运载火箭技术研究院工作。
　　著作《空间武器轨道设计》是第一部系统、全面、深入地研究空间武器轨道设计新方法的专著，具有奠基性、实用性和前瞻性。新著三卷集《深空探测轨道设计和分析》是在半个多世纪以来人类深空探测的宏大背景下，从理论和工程相结合的角度，对深空探测的轨道问题作出了有长久影响的关键基础和核心技术研究。这些工作代表了作者60年在多个学科作出的杰出贡献。

第1章深空探测
1．1 飞出地球探测空间
1．2 深空探测的目的和发展

第2章 坐标和时间系统
2．1 坐标系的概念
2．2 常用坐标系
2．3 时间系统
2．4 坐标变换
2．5 地球的岁差，章动和极移

第3章 星历和天象
3．1 IAu 2009天文常数系统
3．2 JPL行星和月球历表
3．3 天象

第4章 二体问题
4．1 开普勒运动
4．2 二体运动的开普勒问题
4．3 二体运动的兰伯特问题

第5章 空间轨道最优化和非线性规划
5．1 非开普勒运动
5．2 航天器轨道最优化
5．3 非线性规划算法和软件

第6章 深空火箭推进
6．1 深空火箭推进系统
6．2 火箭推进动力学
6．3 低推力轨道分析

第7章 火星探测轨道设计
7．1 火星环境述评
7．2 火星探测器发射机遇和窗口设计
7．3 火星探测器抵达轨道设计
7．4 火星进入下降着陆系统分析
7．5 火星探测器返回系统分析
7．6 行星大气层进人轨道设计

参考文献