本书分为9章。第1章绪论，表述了开展本课题研究的背景和意义；第2章总结了载人火星探测模式及其航天运输系统研究成果，重点对美国、中国、俄罗斯和欧洲等主要航天国家及地区的相关研究进行了分析和总结；第3章对载人火星探测任务架构设计因素进行了梳理，并对各设计因素内涵和范围进行了解释说明；第4章对载人火星探测任务架构重点设计因素进行了详细分析，考察其对载人火星探测任务架构设计的影响，包括能量需求、飞行时间、系统规模等；第5章在前几章研究的成果的基础上，提出了三步走的载人火星探测发展路线及其具体的任务架构方案，分别是机器人火星探测、初期载人火星探测和航班化载人火星探测；第6章针对第5章的初期载人火星探测提出的四种架构方案，分别提出了相关航天运输系统的方案，同时分析给出了载人火星探测航天运输系统组成、各方案速度增量需求和运输系统规模、总体及分系统技术方案；第7章针对载人火星探测航天运输系统，梳理了相关重点关键技术，给出了技术内涵和解决途径；第8章提出了针对载人火星探测任务的国际合作模式设想，分析了国际合作需求，总结了当前国际合作现状与发展趋势，最后提出了相关国际合作模式；第9章总结了本课题的研究成果，并提出了相关措施建议。

第1章 绪论
第2章 载人火星探测模式及其航天运输系统方案发展情况
2.1 美国
2.2 中国
2.3 俄罗斯
2.4 欧洲
2.5 小结
第3章 载人火星探测任务架构设计因素
3.1 人货转移模式
3.2 转移轨道类型
3.3 地球出发时间
3.4 地球停泊轨道
3.5 推进技术
3.6 地球逃逸模式
3.7 火星探测目标与模式
3.8 火星停泊轨道
3.9 火星停留时间
3.10 火星捕获方式
3.11 地球返回模式
第4章 载人火星探测任务架构设计因素分析
4.1 载人火星探测任务架构设计因素分析基准
4.2 载人火星探测任务架构设计因素影响分析
第5章 载人火星探测发展路线与总体架构设计
5.1 发展路线及任务模式选择
5.2 任务架构设计
第6章 载人火星探测航天运输系统方案研究
6.1 载人火星探测航天运输系统组成分析
6.2 航天运输系统速度增量需求和规模分析
6.3 地球发射系统
6.4 地火转移级
6.5 火星着陆与上升器
6.6 火星表面设施
第7章 关键技术分析
7.1 载人火星探测航天运输系统总体设计技术
7.2 低温推进剂长期在轨应用技术
7.3 先进推进技术
7.4 精确制导与控制技术
7.5 先进能源与通信技术
7.6 先进结构机构设计技术
第8章 载人火星探测的国际合作
8.1 需求分析
8.2 现状与发展趋势
8.3 模式研究
第9章 结论与建议
参考文献