Конструкция КА отличается рядом особенностей, связанных со специфическими факторами космического пространства: глубоким вакуумом, наличием метеорных частиц, интенсивной радиации, невесомости. В вакууме изменяется характер процессов трения, возникает явление т. н. холодной сварки, что требует подбора соответствующих материалов для механизмов, герметизации отд. узлов и др.

Воздействие наиболее мелких метеорных частиц на поверхности КА при длительном полёте вызывает изменение оптических характеристик иллюминаторов, некоторых приборов, радиационных поверхностей и СБ, что требует применения специальных покрытий, особой обработки поверхности и др. Вероятность метеорного пробоя оболочек гермоотсеков современных КА невелика, а для больших КК и орбитальных станций, совершающих длительный полет, должна предусматриваться противометеорная защита. Космическая радиация (потоки заряженных частиц в радиационных поясах Земли и при солнечных вспышках) может влиять на СБ, детали из органических соединений и др. элементы КА, поэтому в ряде случаев на них наносят защитные покрытия.

Особые меры принимаются для защиты космонавтов от всплесков космической радиации. Высокая надёжность существенна для всех видов КА, особенно при наличии экипажа. Она обеспечивается комплексом мероприятий на всех этапах создания и подготовки к полёту КА, включая повышение надёжности его элементов, аппаратуры и оборудования, строгий технологический контроль на всех стадиях изготовления, тщательную отработку систем и агрегатов с имитацией условий космического полёта, проведение комплексных предполётных испытаний и др. Для повышения надёжности на КА применяют дублирование, троирование, резервирование отельных агрегатов и приборов, а также автоматические схемы распознавания отказов приборов или их элементов и их замены.

Понятно, что различные задачи выполняются различными аппаратами, т. е. космические аппараты в основном специализированы. Достаточно узкая специализация космических аппаратов, как и технических систем любого назначения, является следствием нашего желания добиться как можно более высокой их эффективности в выполнении поставленной цели.

Это, в свою очередь, накладывает отпечаток на структуру КА, характеристики составляющих его систем и даже на траектории движения аппаратов в космическом пространстве. Различия наблюдаются и в тактике использования, как аппаратов в целом, так и их отдельных блоков или систем. Это предполагает наличие на каждом КА систем управляющих его работой и полетом.

Системы управления КА, разумеется, тоже достаточно специализированы, хотя общее в них также имеется. Эти системы обладают большей или меньшей степенью автономности, т. е. возможности решать проблемы самостоятельно, без вмешательства с Земли.

Автономность этих систем практически никогда не бывает полной, поэтому любой КА должен иметь развитую многоканальную систему обмена информацией с составными частями ракетно-космического комплекса находящимися на Земле. Причем передача информации предусматривается двухсторонняя. С Земли передаются необходимые команды управления, а обратно – информация об их исполнении.

Космический комплекс — совокупность функционально взаимосвязанных КА и наземных технических средств, предназначенных для самостоятельного решения задач в космосе и из космоса или для обеспечения таких задач в составе космической системы; включает ракету-носитель, КА, технический комплекс, стартовый комплекс, средства измерительного комплекса космодрома и наземный комплекс управления КА.

Космический корабль (КК) — пилотируемый космический аппарат. Отличительная особенность пилотируемых КК - наличие герметической кабины с системой жизнеобеспечения для космонавтов. КК для полёта по геоцентрическим орбитам называют кораблями-спутниками, а для полёта к др. небесным телам — межпланетными (экспедиционными) КК. Созданы и эксплуатируются транспортные КК многократного использования для доставки людей и грузов с Земли на низкую геоцентрическую орбиту и обратно, например, для связи с долговременной орбитальной станцией, обслуживания ИСЗ, проведения в космосе монтажных работ. Транспортировка людей и грузов с низкой геоцентрической орбиты на более высокую орбиту, вплоть до стационарной, и обратно предусматривается с помощью межорбитальных буксиров

Космический летательный аппарат — термин, используемый иногда вместо термина космический аппарат.

Для конкретизации предмета обсуждения выясним смысл термина «эксплуатация». Этот термин происходит от французского «exploitation», что значит использование, извлечение выгоды. Не затрагивая социальные стороны этого термина, возможно (как обычно это делается в технических энциклопедиях) трактовать данный термин как использование для каких либо целей природных богатств, зданий, средств транспорта, машин, приборов и т. п. применительно к технике, термин эксплуатация следует трактовать, как использование некоторого технического комплекса для достижения поставленной цели, т. е. некоторого положительного результата. Такая трактовка применима к любой технической системе. Особенностью ракетно-космических систем в этом плане будет только отличие в среде, где реализуется поставленная задача.

Задачи, выполняемые космическими аппаратами, реализуются в основном в космическом пространстве, а так же в атмосферах либо на поверхности различных космических объектов, а вернее небесных тел таких как: планеты, их спутники, кометы и т. п.

Космический тело – это объект, находящийся в космическом пространстве. К естественным космическим объектам (КО) относятся звёзды, планеты, астероиды, кометы и т. д.; к искусственным космическим объектам — космические аппараты, последние ступени ракет-носителей и их части. В международном космическом праве термин - «космический объект» используется только для обозначения объектов искусств, происхождения. Естественные КО в космическом праве называются небесными телами.

Для успешного использования летательных аппаратов необходимо большое количество агрегатов, машин, сооружений, систем, коммуникаций, обеспечивающих применение летательных аппаратов по назначению, контроль их технического состояния, управление полетом, техническое обслуживание, диагностику и устранение неисправностей.

Определенное количество летательных аппаратов, а также агрегаты, машины, сооружения, системы, коммуникации, создаваемые для их эксплуатации, образуют довольно сложный и дорогостоящий летательный комплекс (ЛК).

Совокупность ЛК, эксплуатируемых коллективами людей, составляет сложную, большую организационную систему. Поэтому совершенствование управления такой системой связано с работой крупного хорошо подготовленного коллектива специалистов и требует огромных материальных средств.

Развитие вычислительной техники, ее элементной базы и математического обеспечения, средств и систем сбора, передачи и обработки информации является одной из важных проблем в области естественных и технических наук. Решение этой проблемы обеспечивает внедрение эффективных систем управления.

Разработка и создание АСУ эксплуатацией ЛК — важная народнохозяйственная проблема. Для ее решения необходимо, в первую очередь, дальнейшее развитие теории эксплуатации ЛК, на базе которой с использованием общей теории систем и системного анализа могут быть формализованы эксплуатационные процессы, проведены моделирование и анализ основных свойств, а затем и синтез оптимальной системы эксплуатации ЛК.

Полученные таким путем результаты могут быть положены в основу специального математического обеспечения АСУ машинными алгоритмами подготовки программ эксплуатации ЛК, разработки вариантов управляющих воздействий или решений, обеспечивающих эффективное функционирование ЛК. В связи с созданием в последние десятилетия большого количества сложных систем наблюдается быстрое развитие теории их эксплуатации, в том числе и теории эксплуатации ЛК, о чем свидетельствует появление ряда работ, в которых раскрываются различные аспекты этой многогранной области знаний.

Далее рассматриваются вопросы теории управления эксплуатацией ЛК в основном применительно к беспилотным управляемым летательным аппаратам, однако значительная часть предлагаемых постановок задач и методов их решений носит общий характер и может быть использована при анализе и синтезе широкого класса сложных технических и организационных систем. При этом предполагается, что читатель знаком с основами теории вероятностей, математической статистики, с методами анализа сложных систем и их оптимизации в объеме курсов, читаемых в технических вузах. )