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页数:156

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出版时间:2002-1

价格:15.70元

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isbn号码:9787505824928

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《星际移民：火星定居计划》 内容简介 本书是《星际移民：火星定居计划》的深度修订与扩充版，旨在为有志于参与人类首次载人火星定居任务的科学家、工程师、宇航员及普通公众，提供一个全面、详尽且极具操作性的未来蓝图。本书摒弃了传统科幻文学的浪漫主义色彩，转而聚焦于硬核工程学、极端环境下的生命支持系统（LSS）设计、行星地质学在资源利用中的应用，以及社会学在微型封闭生态系统中的构建。 全书共分为六个核心部分，字数近五十万言，涵盖了从地球发射窗口选择到火星地表基础设施建设的全过程。 --- 第一部分：行星际运输与环境适应性设计 本部分深入探讨了跨越数亿公里的星际航行所面临的物理学挑战。详细分析了核热推进（NTP）与聚变脉冲推进（FPP）技术在缩短转移轨道时间上的优劣势对比，并针对长期失重和高能宇宙射线辐射对人体生理系统的影响，提出了多层次的防护方案。 重点章节包括： 1. 辐射屏蔽材料的迭代研究： 比较了聚乙烯基复合材料、水箱屏蔽层与主动电磁屏蔽技术在实际应用中的可行性与质量系数比。 2. 闭环生命支持系统（ECLSS）的冗余设计： 不仅仅局限于再生式水循环与氧气制备（如萨巴蒂埃反应器与电解系统），更侧重于在主系统完全失效时的“黑启动”程序和备用化学循环系统的部署。我们详细描述了气溶胶过滤与微生物群落管理在长期封闭舱室中的关键作用，确保舱内空气质量的长期稳定。 3. 火星大气捕获与减速技术： 阐述了使用超音速气动减速器（HIFRE/LDSD）配合反推火箭的“七分钟恐怖”着陆序列的优化路径，强调了在火星尘暴天气下导航与精确制导的算法突破。 --- 第二部分：火星原位资源利用（ISRU）的工程学基石 本书将ISRU视为火星定居成功的核心要素。我们不再停留在理论层面，而是详细介绍了“先遣机器人集群”将在火星着陆后立即执行的初始任务。 详细技术剖析包括： 1. 水冰资源的获取与提纯： 基于勘测数据，分析了乌托邦平原（Utopia Planitia）与中纬度地区的地下冰层渗透深度与开采效率。阐述了微波加热法与地热钻探法的工程实施方案，以及在火星低温高真空环境下，如何防止水汽的快速升华损失。 2. 氧气与甲烷的合成： 重点解析了改良型MOXIE（火星氧气原位资源利用实验）系统的扩展模型，目标是日产500公斤以上的反应级氧气。同时，阐述了利用火星大气中的二氧化碳与携带的氢气（或从火星甲烷中裂解的碳）进行Sabatier反应，以生产火箭返程燃料——甲烷的完整工艺流程图。 3. 建筑材料的本土化制造： 介绍了使用火星表层风化层（Regolith）作为主要原材料，通过烧结法（Sintering）和3D打印技术构建栖息地、辐射屏蔽层和停机坪的施工规范。书中包含数个基于有限元分析（FEA）的模拟模型，展示了如何抵抗火星上的日夜温差（可达100°C以上）导致的结构疲劳。 --- 第三部分：初始栖息地构建与环境控制 火星定居点（Habitat）的设计哲学是“从地表到地下，从模块化到永久化”。本书提供了从充气式柔性舱（Inflatable Habitats）到半地下式永久基地的过渡方案。 核心章节关注： 1. 压力容器的结构完整性： 分析了在0.006个标准大气压下，维持70kPa内部压力的结构应力分布。特别强调了密封技术（Sealing Technology）在应对微小陨石撞击或结构热应力裂纹时的多重冗余设计。 2. 热力学管理： 详细描述了如何设计地热交换系统以利用火星浅层地热梯度，作为主要的恒温热源。同时，阐述了如何有效管理栖息地内部电子设备与生物系统产生的废热，避免热失控。 3. 放射性防护： 论证了使用至少五米厚的风化层覆盖作为主要伽马射线和次级粒子屏蔽层的必要性，并给出了不同厚度下的辐射剂量衰减曲线对比。 --- 第四部分：生物再生系统与火星农业 定居点的长期存活依赖于建立一个高效率的生物再生生命支持系统（BLSS），以最大限度减少对地球补给的依赖。 本部分深入探讨了： 1. 受控环境农业（CEA）： 详细介绍了气雾栽培（Aeroponics）和水培系统在火星低重力环境下的优化调整。重点讨论了LED光谱调控对提高火星作物的光合效率（Photosynthetic Efficiency）的实际效果。 2. 营养循环与废弃物处理： 描述了如何将人类和生物废弃物（包括尿液和固体排泄物）通过生物反应器转化为可供植物使用的营养液和惰性肥料。对微生物群落的筛选和维护，以防止病原体在封闭系统中爆发，进行了详细的风险评估。 3. 食物多样性与心理健康： 探讨了在有限的生物资源下，如何设计营养均衡的膳食结构，并引入了特定的“感官刺激植物”（如芳香草本植物），以对抗长期隔离可能导致的“幽闭综合征”。 --- 第五部分：火星科学探索与社会模型构建 火星定居不仅是生存，更是科学前沿的拓展。 内容涉及： 1. 行星科学的现场研究策略： 如何部署和维护高精度地震仪网络，利用火星震波数据来绘制地下结构图。对寻找地下生命或古代微生物化石的钻探点位选择标准进行了详尽的论述。 2. 火星经济体的初步构想： 鉴于初始阶段资源稀缺，本书提出了基于“生存贡献值”（Survival Contribution Units, SCU）的内部资源分配模型，取代传统货币体系，确保关键资源的公平分配与效率最大化。 3. 领导力与冲突解决机制： 借鉴极地科考站和深潜任务的经验，设计了一套去中心化决策与危机响应框架，以应对火星上无法即时获得地球指导的紧急情况。 --- 第六部分：返回地球与地火供应链的长期规划 本书的最终部分着眼于火星定居点的自我可持续性，以及其作为人类第二个家园的最终潜力。 关键议题包括： 1. 火星燃料的规模化生产： 详细计算了维持一次载人往返任务所需的甲烷和氧气总量，并基于此设定了“火星甲烷自给率”的阶段性目标。 2. 小行星资源对接的预研： 探讨了火星作为中转站，利用其较低的引力势能，对接近地小行星，获取稀有金属（如铂族元素）的潜在价值链。 3. 火星地质与气候的长期演化预测： 基于当前气候模型，预测了在人类活动（如释放温室气体）对火星环境的潜在影响，以及如何进行“有限的地球化改造”（Terraforming Lite）的可行性讨论。 《星际移民：火星定居计划》不仅是一本技术手册，更是一份对人类未来生存边界的严肃思考。它要求读者具备扎实的工程学基础和对极端环境适应性的深刻理解，是所有致力于开启人类多行星物种时代工作者的必备参考书。

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令人惊喜的是，这本书在配图和图表的运用上，达到了教科书级别的精美与功能性的完美统一。那些复杂的流程图、概念模型图，绝非简单的装饰品，而是对文本中抽象描述的强有力视觉补充。我尤其留意了书中关于某一复杂系统运作原理的图示，它用极简的线条勾勒出了多重变量之间的相互作用关系，清晰度远超我以往见过的任何资料。更赞赏的是，很多图表的设计都带有很强的互动性暗示，它们不是终点，而是引导读者去主动思考“如果改变这个变量，整体结构会如何变化”的起点。这种以视觉辅助工具来激发主动学习的策略，对于提升理解效率有着立竿见影的效果，让晦涩的理论变得直观可感，这一点在很多同类书籍中是难以企及的。

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这本书的目录设计本身就是一种高级的导航系统，它预示着内容的深度与广度。翻开目录的那一刻，我就知道自己面对的不是一本应付考试的速成指南，而是一部愿意带领读者进行一次全面“思想漫游”的文献。它在章节的安排上，兼顾了基础知识的巩固和前沿理论的引入，形成了一种螺旋上升的学习结构。我特别喜欢它在引入新主题时，总是先回顾前一个知识点的关键结论，然后自然地引出当前章节需要解决的新问题，这种回顾与展望的交织，极大地增强了知识的连贯性和内在逻辑性。阅读这本书，我体验到了一种结构化的自由，仿佛手里握着一张详尽的藏宝图，每翻一页，都确信自己正向着更深层的智慧核心迈进。

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这本书的语言风格是极其克制且精确的，用词精准到几乎不容许任何歧义的产生。在处理那些涉及复杂逻辑推理或抽象概念的部分时，作者似乎总能找到一种恰到好处的平衡点——既能保持学术的专业性，又不会让初学者望而却步。我特别欣赏它在段落之间的过渡处理，那种如行云流水般的衔接，使得即便是跳跃性很强的知识点之间，也能建立起清晰的逻辑桥梁。那种“润物细无声”的教学效果，远胜过那些生硬的口号式说教。阅读过程中，我甚至能感受到作者对每一个术语的斟酌再三，每一个句子的结构推敲，这显示出一种对读者学习体验的深度关怀。这本书的阅读体验是沉浸式的，它让你忘记了自己是在“学习”，而更像是在“探索”一个精心构建的思维迷宫。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉的盛宴，那种沉稳又不失厚重的质感，初拿到手里就让人对其内容的深度充满期待。封面那种水墨晕染的排版风格，既有传统学术的严谨，又透着一丝现代设计的灵动，绝不是那种千篇一律的教辅材料能比拟的。内页的纸张选择也颇为考究，触感细腻，墨色清晰，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到过分疲劳。我特别欣赏它在章节划分上的用心，每一块知识点的组织逻辑如同精密的齿轮咬合，层层递进，确保读者在进入下一个复杂概念之前，对前置基础已经有了扎实的掌握。而且，它的索引部分做得极其详尽，那种细致到可以追溯到具体页码和关键词的编排方式，对于需要快速检索特定信息的学习者来说，简直是福音。这本书的整体布局仿佛一位经验丰富的大师在为你规划最优的学习路径，每一步都走得踏实而有效。

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我花了大量时间研究了这本书在理论框架构建上的独到之处。它并非简单地罗列知识点，而是将那些原本看似分散的学科知识点，巧妙地编织成一个宏大而自洽的知识体系。尤其是在对某一核心概念的阐释上，作者似乎倾尽心力，不仅提供了经典的定义和阐述，还穿插了大量关于该概念在不同历史时期、不同学派中的演变过程的论述，这极大地拓宽了我的学术视野。更为难得的是，它在保持理论深度的同时，并没有完全脱离实际应用的需求。书中穿插的那些富有启发性的案例分析，虽然没有直接给出“标准答案”，但其引导性的提问方式，迫使读者必须跳出书本，结合现实世界的复杂性进行批判性思考，这才是真正的高级教育所应有的姿态。这本书读下来，我感觉自己像是在跟随一位智者进行深度对话，收获的远不止是知识本身。

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