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出版者:人民邮电出版社

作者:叶宏武

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:2004-8-1

价格:25.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787115122933

丛书系列:

图书标签:

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好的，这是一份基于您提供的书名信息，但内容完全不涉及《MasterCAM V9.0 中文版教程》的书籍简介，力求内容详实、自然流畅： --- 《星际航行与深空探索：未来能源与生命维持系统解析》 书籍简介 在人类对未知宇宙永不停歇的渴求驱动下，星际航行不再仅仅是科幻小说的素材，而是当代物理学、工程学和生物学等多学科交叉研究的前沿领域。本书《星际航行与深空探索：未来能源与生命维持系统解析》，正是对这一宏大命题进行系统性梳理和深入探讨的权威著作。它聚焦于实现人类文明跨越太阳系、迈向银河系的两个核心技术瓶颈：高效、持久的推进系统以及封闭、可靠的生命保障系统。 本书结构严谨，分为三大核心板块，旨在为专业人士、高年级学生乃至所有对宇宙探索抱有远大志向的读者，提供一个全面且富有洞察力的技术蓝图。 --- 第一部分：超远距离推进技术的新范式 (The New Paradigm of Interstellar Propulsion) 长距离星际旅行对传统化学火箭提出了不可逾越的限制。本部分深入分析了当前被认为最有希望投入实际应用的数种革命性推进技术，并对其背后的物理学原理、工程挑战及潜在的能源需求进行了细致的剖析。 1. 聚变推进系统：从理论到工程的跨越 我们详细探讨了核聚变反应在航天推进中的应用潜力。与传统的裂变反应堆不同，聚变反应能提供更高的比冲和推力密度。内容涵盖了： 磁约束聚变（如托卡马克和仿星器原理）在航天器中的小型化与优化设计。 特别关注了如何解决高能中子流的屏蔽问题以及反应堆的长期稳定性运行。 惯性约束聚变 (ICF) 的脉冲式推进应用。 分析了定向爆炸所产生的等离子体束流的捕获与导引技术，以及应对极端热负荷的材料科学挑战。 新型燃料循环探讨： 对氦-3/氘（D-He3）燃料循环的资源分布、开采前景及其相比氘/氚（D-T）循环在产生放射性废弃物方面的优势进行了对比研究。 2. 物质-反物质湮灭驱动（Matter-Antimatter Propulsion） 反物质驱动被誉为理论上效率最高的推进方式。本部分着重于解决“如何制造、储存和安全利用”这三大核心难题： 反物质的生产效率瓶颈： 评估了当前高能粒子对撞机生产反物质的能量回报率，并展望了未来基于激光或更高效加速器的潜在突破。 磁性捕获与储存： 详细介绍了彭宁阱（Penning Trap）和马克斯韦尔陷阱在超低温和高真空环境下长时间稳定储存微克级甚至毫克级反物质的最新进展，并探讨了在极端太空环境下的热管理挑战。 湮灭反应的定向输出： 重点分析了如何将湮灭产生的伽马射线和高能粒子流转化为有效的推力，包括磁喷管设计和辐射屏蔽层的设计要求。 3. 突破牛顿物理学的概念：光帆与曲速驱动的严肃审视 超越经典火箭学范畴，本章对更具争议性的概念进行了物理学层面的检验： 超大型激光驱动光帆 (Directed Energy Propulsion)： 分析了地球轨道或月球轨道上 Mega-Watt 级激光阵列的建设可行性、光束的准直精度需求，以及光帆材料对超高能光子流的耐受极限。 基于爱因斯坦场方程的几何驱动模型： 虽然仍处于理论探索阶段，但本书对“负能量密度”或“奇点驱动”模型的物理学基础进行了深入的数学推导和对能量需求（如卡西米尔效应的宏观应用）的现实性评估，旨在区分纯粹的数学构建与可实现的物理工程。 --- 第二部分：深空生命维持与闭环生态系统 (Closed-Loop Life Support and Habitat Ecology) 星际任务的时长意味着我们必须彻底摆脱对地球补给的依赖。本部分是关于如何在有限的载荷空间内，构建一个能够自我修复、自我平衡的微型生物圈。 1. 生物再生生命支持系统 (Bioregenerative ECLSS) 的集成 本书强调从物理化学系统向生物系统过渡的必然性。详细剖析了当前研究中的关键生物单元： 藻类和蓝细菌的光合作用效率优化： 针对不同光照频谱和营养液配比，如何最大化氧气产出和二氧化碳吸收的速率，并同时作为食物来源。 食品生产的垂直农场技术： 研究了在微重力或模拟重力环境下，气培（Aeroponics）和水培（Hydroponics）系统在节省水资源和营养液方面的最新成果，并探讨了全光谱LED照明的能耗优化策略。 废物循环与水净化： 对人工湿地系统（Constructed Wetlands）在处理人类排泄物和废水中的有机污染物、实现饮用水循环的可靠性进行了评估，并对比了其在微生物多样性与系统稳定性方面的优劣。 2. 人体生理学在长期失重和辐射环境下的适应性研究 深空环境对人体的影响是灾难性的，本书提供了前沿的对策： 骨骼与肌肉的退化对抗： 除了传统的离心机模拟重力方案，还探讨了新型的生物电子刺激技术（如聚焦超声或电磁场）对骨髓干细胞的潜在激活作用。 中枢神经系统的保护： 深入分析了银河宇宙射线（GCR）对认知功能的影响，并评估了新型被动屏蔽材料（如富含氢的复合材料）和主动电磁屏蔽技术在降低有效剂量上的效果。 心理健康与社会动力学： 这是一个经常被忽视的领域。本书引入了对长期隔离状态下乘员团队的筛选标准、冲突解决机制、以及虚拟现实（VR）环境在维持乘员心理健康中的作用的社会学研究成果。 --- 第三部分：任务架构与经济可行性分析 (Mission Architecture and Economic Viability) 技术必须服务于清晰的战略目标。本部分将前两部分的成果置于宏大的任务框架中进行审视，探讨从概念到实施的路径。 1. 模块化与可升级的飞船设计理念 为了应对漫长的任务周期和未知的技术更新，飞船必须具备高度的灵活性： “搭积木”式的推进模块配置： 讨论了如何通过标准化接口实现推进剂的在轨补加、反应堆的更换以及不同任务阶段（如地火转移、行星际巡航、星系际减速）的模块组合。 自主维护与机器人集成： 强调了先进的自我诊断和修复能力。介绍了基于人工智能的故障预测系统，以及高精度机械臂在舱外结构检查、修理和辐射环境作业中的应用方案。 2. 资源原位利用 (ISRU) 的星际延伸 获取和加工目标星系的资源是实现长期驻留的关键。本书超越了对火星冰的开采，展望了更遥远的资源场景： 小行星带的挥发物与金属提取： 详细分析了聚焦太阳能或核热能用于小行星的汽化、分离和提纯过程。 气态巨行星的氦-3收集： 探讨了在木星或土星的强磁场中部署“磁性捕获器”以收集聚变燃料的理论模型和工程难题，特别是应对极端辐射环境的探测器设计。 3. 伦理、法律与可持续探索 最后，本书提出了对未来星际探索的约束性思考： 行星保护的升级标准： 探讨了在勘测具有潜在生命迹象的系外行星时，如何制定超越地球生物圈污染范畴的“星际生物安全协议”。 星际产权与治理框架： 对如何在无人定居的星体或资源丰富的近地小行星上建立非主权国家间的资源分配和活动规范提出了基于现有国际法的推演和建议。 《星际航行与深空探索：未来能源与生命维持系统解析》以其严谨的科学态度、对前沿技术的全面覆盖和对未来挑战的深刻洞察，为所有渴望参与或理解人类迈向群星时代的读者，奠定坚实的理论和工程基础。它不仅仅是一本技术手册，更是一份面向未来的宏伟工程宣言。 ---

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