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出版者:中国人民大学出版社

作者:姚欢庆

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-3-1

价格:23

装帧:

isbn号码:9787730004584

丛书系列:

图书标签:

• 民法
• 法学
• 法律
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• 教材
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• 法条
• 理论
• 体系

《星际航行技术与实践》 第一章：恒星际旅行的理论基础 本书系统阐述了驱动未来星际航行的核心物理学原理与工程学基础。在深入探讨广义相对论在宏观宇宙尺度下的应用时，重点分析了曲率驱动（Warp Drive）的理论模型，包括米格尔-阿库别瑞（Alcubierre）度规的数学构造及其在能量需求上的限制与突破口。同时，对零点能（Zero-Point Energy）的提取技术进行了详尽的梳理，指出其在提供超远距离空间跃迁所需巨大能量方面的潜力与当前实验物理学的瓶颈。 引力场操控与时空几何学 本章详细解析了如何通过高精度的人造负质量或奇异物质（Exotic Matter）来局部扭曲时空结构。我们引入了“时空张量场”的概念，用以描述飞船周围时空曲率的动态变化。内容涵盖了如何精确计算并维持一个稳定的“气泡”（Warp Bubble），确保船体内外的时空梯度在可接受的生物物理学范围内。此外，还探讨了基于量子纠缠的瞬时信息传输（Quantum Entanglement Communication, QEC）在星际导航中的辅助作用，尤其是在超光速航行中，传统电磁波延迟带来的通讯滞后问题。 惯性质量与加速度管理 星际航行中最大的挑战之一是对高加速度的适应性。本章聚焦于惯性阻尼技术。我们深入研究了“惯性补偿场”的生成机制，该技术通过产生一个与飞船加速度方向相反的、精确调制的力场，使得船员在数千G的加速环境下依然能感受到接近零重力的环境。书中详细列举了基于超导磁流体动力学（MHD）和声子晶体（Phonon Crystals）的两种主流补偿方案的优劣对比及实际工程实现细节。 第二章：推进系统与能源供应 聚变与反物质驱动核心 现代星际飞船的核心动力源是高约束性聚变反应堆。本章细致描述了氘-氚（D-T）和更先进的氦-3（He-3）聚变反应堆的设计规范，特别是磁约束装置的拓扑结构——从传统的托卡马克到创新的仿星器（Stellarator）设计，以及如何实现长达数十年任务周期的燃料自持与循环。 反物质湮灭推进作为理论上的最高效推进方式，其难点在于反物质的稳定储存和安全注入。本书提供了低温等离子体陷阱（Penning Traps）的最新设计，并对不同几何形状喷口（如磁镜喷管）在反物质喷射过程中的效率衰减进行了精确建模。 零点能捕获与利用 如果曲率驱动需要大量的负能量，那么零点能的有效利用是实现可持续星际探索的关键。本章介绍了零点能捕获单元（ZPEC）的微观结构，重点分析了卡西米尔效应（Casimir Effect）在宏观尺度上的工程放大技术。通过对特定纳米材料表面电磁振荡模式的调控，可以实现对真空能的定向汲取，为维持曲率泡的能量供给提供补充。 第三章：深空导航、环境感知与防护 跨星系定位与时空图谱 在缺乏固定参考系（如太阳系内行星轨道）的深空环境中，导航面临极大的挑战。本书引入了“宇宙微波背景辐射（CMB）拓扑指纹”导航法，即利用宇宙大爆炸遗留的微小温度波动作为宇宙尺度的坐标锚点。同时，详述了如何利用脉冲星的时间信号（Pulsar Timing Arrays, PTA）作为绝对时间参考，构建三维或四维（含时间维度）的星际空间图谱。 高能粒子流与辐射防护 星际空间充满了高能宇宙射线（GCRs）、中微子束和星际尘埃。本书提出了多层冗余防护系统。第一层是主动磁场偏转系统，利用飞船自身的强大磁场偏转带电粒子。第二层是动态物质屏蔽，通过实时监测前方空间环境，向飞船外壳喷射一层由富含氢元素的流体构成的可调密度屏蔽层，用于吸收和减速中子及高能伽马射线。 微流星体撞击缓解 即使是微小的尘埃颗粒，在接近光速时也具有毁灭性的动能。我们详细分析了“电荷分离防护罩”的工作原理，该防护罩通过在船体前方产生强烈的电离层，使进入的微粒带上同性电荷，从而利用库仑斥力在接触船体前将其加速偏离轨道。 第四章：生命维持与人工智能系统 闭环生态系统设计 为支持数十年甚至更长的任务，飞船必须具备近乎完全自给自足的生命支持系统（ECLSS）。本章聚焦于完全闭环生态系统的构建，涵盖了先进的水循环（超临界萃取技术）、空气再生（光合细菌与藻类反应器）以及食物生产（垂直农场与昆虫蛋白培养）的集成方案。特别关注了系统故障的快速隔离与生物冗余备份策略。 高级任务控制与船载AI 星际任务的决策延迟要求飞船必须具备高级自主决策能力。本书深入探讨了专为星际环境设计的“路径优化与风险评估（PORE）”AI架构。该AI不仅负责日常维护，更需要在突发性物理事件（如曲率泡不稳定性、意外引力井）发生时，能在毫秒级内计算出最优逃逸或稳定方案。书中分析了量子神经网络在处理不确定性输入时的性能优势。 船员心理健康与长期隔离适应 长期深空飞行对人类心理是巨大的考验。本章讨论了通过生物反馈系统、沉浸式虚拟现实环境模拟以及个性化神经递质调节系统，来对抗幽闭恐惧症、时空感知扭曲和长期认知衰退的对策。 附录：曲率驱动的数学悖论与工程学前瞻 本附录对当前理论中关于负能量（或负质量）是否存在以及如何稳定获取的根本性争议进行了总结，并展望了基于拓扑量子计算的下一代时空场理论，为未来更高效、更安全的星际航行指明方向。

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