本文以载人登月飞行任务为背景,研究航天器深空飞行返回再入运动特性?再入轨迹优化以及再入制导问题?全文主要研究成果如下:研究了航天器深空飞行返回再入运动特性?ξ1ο建立了再入动力学模型,运用MATLAB开发了相应的仿真程序;ξ2ο分析了深空飞行返回与近地轨道返回再入的区别;ξ3ο比较了深空飞行返回再入模式和地球捕获方式;ξ4ο分析了再入角等初始参数及倾侧角对再入运动特性的影响?通过对仿真结果的分析,给出可供工程实施借鉴的结论.研究了基于高斯伪谱法的再入轨迹优化方法?ξ1ο建立了再入优化理论模型,包括考虑地球旋转的再入运动方程?再入过程约束和终端约束模型以及轨迹优化目标;ξ2ο针对传统轨迹优化方法在初值选取?计算效率上的不足,采用了一种基于高斯伪谱法的含初值生成器的分段串行优化策略,并应用该优化策略计算了航天器深空飞行返回再入到达指定着陆点的最优再入轨迹,仿真结果验证了方法的有效性?研究给出了基于标准轨道制导和预测制导思想的两种再入制导律?ξ1ο采用倾侧角分段线性取值方案,利用Newton-Raphson算法求得设计变量初始倾侧角,设计出标准返回再入轨道,并在此基础上进行了标准轨道制导的弹道仿真,分析了各类误差源对制导精度的影响;ξ2ο纵向制导利用割线法确定倾侧角大小,侧向制导通过设计漏斗边界来控制倾侧角的反号,在此基础上给出一种数值预测-校正制导律并进行弹道仿真,分析了各类误差源对制导精度的影响?ξ3ο对上述两种制导方法的性能进行了初步比较?总的说来,本文对载人深空飞行返回再入技术进行了专题研究,文中给出的理论模型、计算方法、仿真程序、仿真结果以及研究结论可作为我国未来载人登月任务的参考.