具体描述
未来10-15年我国地质科技人才培养研究，ISBN：9787116057050，作者：余际从，等 编
书籍简介 书名：《深空探索与行星地质学前沿》 内容概要： 本书汇集了当前国际空间科学界关于深空探测任务、行星地质演化模型以及未来空间探索技术发展的前沿研究成果。全书共分为六大部分，系统梳理了近二十年来行星科学领域的重大发现，并对未来数十年内人类可能触及的深空天体进行了深入的科学展望。 第一部分：系外行星宜居性与探测技术 本部分聚焦于系外行星的发现与特征分析。详细介绍了凌日法、视向速度法等主流系外行星探测技术的发展历程及其局限性。重点剖析了詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）在分析系外行星大气光谱方面的突破性进展，特别是对潜在生物标志物（如氧气、甲烷等）的探测方法学讨论。书中构建了多套基于不同恒星类型的宜居带模型，并结合最新的气候模拟结果，对“超级地球”和“迷你海王星”的内部结构与表面条件进行了严谨的推测。此外，还探讨了下一代巨型地基望远镜阵列（如ELT、TMT）在直接成像系外行星方面的潜力。 第二部分：月球极地资源勘探与基地建设 本书深入探讨了重返月球计划（如美国的“阿尔忒弥斯”计划）的科学目标与工程挑战。核心内容集中在月球两极水冰资源的精确测绘、赋存形态及其开采潜力。通过对LRO、嫦娥系列探测器数据的综合分析，建立了月球极区永久阴影区（PSR）的温度场和物质迁移模型。理论部分详细阐述了原位资源利用（ISRU）技术在月球基地建设中的应用前景，包括月壤制备建筑材料、利用水冰制备火箭推进剂的工艺流程和能量需求分析。同时，对建立月球科研站选址的地球物理学标准进行了探讨，强调了地质稳定性、辐射屏蔽和热平衡的综合考量。 第三部分：火星地质历史的重建与生命探寻 本部分是全书的重点之一，集中展示了“好奇号”和“毅力号”火星车任务的最新成果。书中利用高分辨率地形数据和光谱分析，详细重建了火星早期湿润气候下的水文系统演化序列，包括古老河床、三角洲沉积和湖泊遗迹的形成机制。特别关注了杰泽罗撞击坑的沉积岩层序，对其矿物学特征（如黏土矿物、碳酸盐）进行了深入解读，以支持关于火星生命曾经存在的假说。理论建模部分探讨了火星深部活动（如火山作用和地壳均衡）对表面地貌演化的长期影响，并对未来钻探取样任务（如欧洲航天局的ExoMars）的着陆点选择提出了基于地质风险评估的建议。 第四部分：小行星与彗星的形成演化 本书拓展了对太阳系内小天体的研究视野。针对近地小行星的轨道动力学和物理性质，讨论了资源勘探（如贵金属、水）的经济可行性与技术路线。在小行星地质学方面，分析了斯涅克-拉格朗日（S-type）和小行星带C型小行星的母体分异过程，对比了不同类型小行星的撞击热历史。彗星部分，结合“罗塞塔”任务的数据，详细描述了彗核的结构、挥发性物质的释放机制以及彗尾的形成过程，特别是对彗星冰体中复杂有机分子的化学演化路径进行了讨论，这些有机物被认为是地球生命起源的重要线索。 第五部分：木星与土星系统——冰巨星的秘密 本部分侧重于气态巨行星及其冰卫星的内部结构和地质活动。重点分析了伽利略卫星（木卫二、木卫三）和土星环系统（土卫二、土卫六）的特征。针对木卫二，书中整合了引力场测量数据和磁场感应信号，评估了其冰下海洋的盐度、深度和热液喷口活动的可能性。对于土卫二，详细论述了潮汐加热机制如何驱动其冰壳喷流（Plumes）的形成，并对其喷流中捕获的物质成分进行了化学热力学分析。土卫六甲烷循环的类地行星过程，也被构建了完整的能量平衡模型，展示了太阳系内迥异于地球的复杂物质循环体系。 第六部分：深空探测技术与未来展望 本部分聚焦于支撑未来深空任务的关键技术。涵盖了先进的离子推进、核热推进等高效空间推进技术的发展瓶颈与突破方向。在科学载荷方面，探讨了超高分辨率光谱仪、微型化质谱仪在恶劣太空环境下的长期稳定性与数据传输效率的提升策略。最后，本书展望了载人登陆火星任务的时间表，并提出了在未来五十年内，人类可能需要突破的关键行星保护协议、生命支持系统以及长期辐射防护技术等重大科学工程挑战。 本书内容严谨，数据翔实，图表丰富，旨在为行星地质学、天体物理学、空间科学工程领域的科研人员、研究生及对深空探索抱有浓厚兴趣的读者提供一本全面的、具有高度前瞻性的参考著作。
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