第 3 部分：工程方法
在第一部分，我们描述了适用于任何复杂项目的物理学和工程学基础知识。这包括系统工程，它关注于在整个生命周期内管理整个复杂系统，设计工程工具和专业的知识领域，以及项目的组织和经济学。最后，我们研究了现有的项目和计划，以及可能进行的未来项目的类别。在第二部分，我们开始介绍太空系统的具体内容，其中最具特色的元素是运输方法。由于人类是从地球开始的，因此运输是执行太空其他任何任务的先决条件，因此我们首先讨论了这个问题。此外，大量可能的运输方法证明了将本书的很大一部分专门用于运输方法是合理的。
在本部分 3 中，我们将介绍适用于太空系统的特定设计因素，以及除运输方法之外的其余子系统元素。子系统元素的组合然后形成执行设计功能和任务的完整最终产品或产品。我们将按时间顺序回顾这些最终功能和执行这些功能的方法，从探索开始，最后是回收。本书的最后一部分将介绍多个最终产品和系统的组合——它们如何成长、交互和演变。
设计因素是指影响整个设计，跨越不同子系统的因素。这些因素包括输入需求、技术水平和材料和供应商的可用性、物理设计（例如余量和磨损），以及人类作为系统的一部分和运行环境施加的限制。
除了大多数最终产品所需的推进系统之外，还有许多其他系统。这些包括结构、机械、电源、热力学、数据、通信、传感器和环境保护。当人类与最终产品交互时，您还需要显示器和控制装置、内部环境控制和机组人员支持，例如家具、食物和服装。具有延长使用寿命的物品需要以工具和备件形式进行维护和修理，以及燃料等用品。
- 资源勘探 - 这包括寻找和表征位于太空中的资源的方法，包括它们的地理位置、成分和其他物理特性。我们只提供已知资源的摘要清单。完整的详细信息包括整个空间科学和天文学领域，这两个领域都很大，并且不断发展。
- 资源利用 - 太空中可用资源的潜在用途与地球上的用途一样多。我们根据我们想首先做的事情列出了主要应用。后面的章节将讨论我们如何才能做到这一点。
- 资源开采 - 物理开采是从其原生位置提取材料的任务，这被称为采矿，以及初步加工和运输以进行进一步加工和生产。由于您只能从资源来源中提取一次物理材料，因此采矿通常是移动的，而化学加工和制造往往是固定的，因为设备和连接的电源供应通常是巨大的。能源开采涉及将主要的能源转换为更实用的形式，例如电力。
- 加工和生产 - 这些任务将许多简单的操作组合成一个或多个完整的工艺流程。工艺流程将提取的材料和能量转化为最终的散装材料和成品部件。
- 组装和建造 - 组装将部件组合在一起以创建一个工作装置或机器。施工首先准备一个位置，然后组装更大的结构并为它们配备内部和外部系统，这些系统位于固定位置或轨道上。组装移动机器和固定施工之间的区别在太空中有些任意，因为即使是最大的轨道结构也可以移动。
- 操作和维护 - 一旦物品组装或建造，它们必须根据其预期用途进行操作，并且通常需要定期维护以保持运行。操作和维护的总体概念应该在设计期间制定，以便将必要的设
- 回收方法 - 大多数工程产品最终都会达到其使用寿命的尽头。许多方法和工艺会产生废物产品，尤其是像人类这样的生物。在地球上，废料和废物的处理一直被视为一个随意的问题，并且许多回收活动，例如将 CO2 转化为氧气，都是通过自然过程发生的。在太空中，回收必须更加谨慎。在许多地方，没有可以使用的剩余资源，你漂浮在真空中。您也不能简单地倾倒废物，因为它们最终会导致碎片危害。因此，在许多情况下，高效的回收既是必要的，也是比提取和交付新资源更便宜的。因此，回收也需要从一开始就进行规划和设计。
虽然这些主题或多或少按照这种顺序出现，但需要平行地为它们进行设计，并且将平行地执行，并且与运输元素形成一个连接的网络。以下页面将更详细地讨论这些主题。