Basics of space flight pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Editions Frontieres

作者:Ludwik Marian Celnikier

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1993

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9782863321324

丛书系列:

图书标签:

• 航天
• 空间飞行
• 航空航天工程
• 物理学
• 工程学
• 火箭
• 卫星
• 轨道力学
• 宇航员
• 太空探索

《星际航行基础》：探索未知，驾驭宇宙 本书面向所有对太空探索充满好奇心的读者，旨在提供一个全面而深入的入门指南，引领大家理解我们如何跨越地球的摇篮，迈向浩瀚的星辰大海。 第一部分：宇宙的呼唤——太空飞行的宏伟蓝图 第一章：我们为什么要去太空？ 自古以来，人类从未停止仰望星空。本书的第一部分将探讨人类探索太空的深层动力——从基础科学的求知欲，到资源获取的战略需求，再到关乎物种延续的最终目标。我们将回顾太空探索的黄金时代，分析当前国际合作与竞争的格局，并展望未来数百年内，人类在太阳系乃至更远宇宙中的潜在足迹。这不是一个关于火箭发射的简单技术描述，而是对人类文明进阶之路的哲学探讨。 第二章：绕地球飞行：轨道力学的基本原理 在真正踏上星际之旅前，我们必须首先掌握如何“停留”在太空中。本章将详细解析牛顿万有引力定律在轨道运动中的应用。我们将用直观的语言解释开普勒三定律，并深入剖析圆轨道、椭圆轨道以及它们在卫星部署和空间站维持中的关键作用。重点内容包括： 升力与阻力： 克服地球引力的初始推力要求。 霍曼转移轨道（Hohmann Transfer）： 经济高效地从一个圆形轨道转换到另一个轨道的原理与计算，这是所有行星际任务的基石。 轨道偏心率与倾角： 如何利用这些参数来精准定位航天器，以适应不同的任务需求（如同步轨道或极地轨道）。 轨道摄动： 地球扁率、大气阻力及月球引力对航天器长期轨道稳定性的影响，以及如何进行轨道维持机动。 第三章：火箭的魔法——推进系统的演进 火箭是人类对抗引力的唯一有效工具。本章将系统介绍现代火箭推进技术，从早期化学燃料的突破到未来设想中的尖端技术。 化学推进剂： 液氧/煤油、液氢/液氧等主流组合的能量密度、比冲（Specific Impulse）的含义及其对火箭设计的影响。我们将剖析齐奥尔科夫斯基火箭方程，理解为什么多级火箭是实现高速度的必然选择。 固体燃料火箭： 结构简单、可靠性高的固体推进剂在助推器和导弹系统中的独特地位。 先进推进概念： 探讨电推进（离子推力器、霍尔推力器）在深空探测器中的优势——虽然推力小，但极高的比冲如何实现长期的速度积累。同时，简要介绍核热推进和太阳帆等前瞻性技术的可行性边界。 第二部分：星际航行：跨越行星的挑战 第四章：导航、制导与控制（GNC）：太空中的方向感 在真空的宇宙中，没有路标，没有空气。精确的导航、可靠的制导和即时的控制是任务成功的生命线。本章专注于航天器如何知道“我在哪里”、“我要去哪里”以及“如何到达”。 导航技术： 恒星跟踪器（Star Trackers）的工作原理、惯性测量单元（IMU）的误差累积与校正、深空网络（DSN）如何进行远程测距和定位。 轨道机动： 如何计算行星际的“发射窗口”（Launch Windows），例如前往火星或木星的特定时机。剖析引力弹弓效应（Gravity Assist）——如何巧妙利用行星引力来节省燃料和增加速度，实现高效的行星际飞行。 姿态控制系统（ACS）： 反应轮（Reaction Wheels）和动量轮的工作原理，以及在无法使用空气舵时，如何通过微小的推力器脉冲（Thruster Firings）维持航天器的指向。 第五章：生命支持系统：维持人类在真空中的生存 将生命体送入太空是一项复杂的工程挑战。本章将聚焦于载人航天任务中至关重要的闭环生命支持系统（ECLSS）。 大气管理： 如何维持合适的氧气、氮气压力，并清除二氧化碳（如使用Sabatier反应器）。 水循环与回收： 航天员汗液、尿液和冷凝水的净化与再利用技术，这是长期任务（如登月或登火）中节约资源的关键。 辐射防护： 解释太阳耀斑和银河宇宙射线（GCR）对人体健康的威胁，以及如何利用水、燃料甚至航天器结构本身来构建辐射屏蔽层。 微重力下的生理影响： 骨质流失、肌肉萎缩、心血管系统变化，以及对策，如运动方案和人工重力探索。 第六章：着陆、上升与返回：重返地球或定居他星 成功抵达目标行星只是第一步，安全着陆和返回是更具挑战性的任务。 大气进入、下降与着陆（EDL）： 解释如何在稀薄或稠密的大气层中安全减速。热防护罩（Heat Shields）的工作机制、超音速降落伞的部署时机，以及对火星等低重力环境下的软着陆技术（如“天空起重机”）。 行星表面活动： 栖息地设计的基本原则，考虑气压、温度和尘埃对设备的影响。 返回地球： 讲解再入大气层（Re-entry）的速度控制、过载限制，以及如何精确计算降落点，确保宇航员安全返回。 第三部分：深空展望——迈向恒星的未来 第七章：行星际通信与数据传输 随着航天器离地球越来越远，信号的延迟和微弱成为巨大障碍。本章探讨如何克服光速限制和信号衰减。 通信延迟的挑战： 分析前往木星、土星以及最近恒星系时，通信延迟对实时控制的制约，以及自主系统（Autonomous Systems）的重要性。 射频通信的极限： 深空网络天线、高增益天线的设计，以及如何利用极高的频率（如Ka波段）来提高数据速率。 激光通信（光通信）： 探讨利用激光代替无线电波，实现更高带宽和更小指向误差的未来前景。 第八章：长期任务的经济学与政治学 太空探索并非纯粹的技术竞赛，它牵涉到巨大的经济投入和复杂的国际协作。 成本效益分析： 评估载人火星任务、月球基地建设的真实成本结构，以及商业航天（如可重复使用火箭）如何重塑这一经济模型。 太空治理与法律： 简要介绍《外层空间条约》等现有国际法规，探讨太空资源开采权（如月球水冰、小行星采矿）的法律灰色地带和未来冲突的潜在领域。 太空旅游与殖民的伦理考量： 在技术可行性之外，对人类物种向多行星物种演变的长期责任进行思辨。 总结：永不止步的探索 本书的结尾将回归初心，强调太空飞行不仅仅是工程学的胜利，更是人类精神的体现。从地球轨道到火星家园，再到更遥远的系外行星，每一次发射、每一次发现，都在重塑我们对自身在宇宙中位置的认知。《星际航行基础》旨在为你打下坚实的理论基础，让你能够以更专业的视角，去理解并期待人类下一次伟大的飞跃。

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从实用性角度来看，这本书在结构编排上体现出极强的目的性。它不仅仅是理论的堆砌，更像是一个渐进式的学习路径图。作者似乎在设计这本书时，始终将读者的学习曲线放在首位。每一章的末尾，都会有一个简短的‘思考题’或‘回顾小结’，这些环节的设计非常巧妙，它们不是那种需要精密计算的测试，而是引导读者将新学的知识点与已有的概念进行交叉比对和融会贯通。这种设计极大地帮助了知识的内化，避免了‘读完就忘’的窘境。我发现自己会不自觉地停下来，在脑中快速地构建一个微型的知识网络，将新信息锚定在旧的基础之上。因此，这本书对于任何有志于进入相关领域学习的人来说，无疑是一个极佳的起点，它为你打下的基础是如此扎实，以至于后续更深入的学习都会感到游刃有余。它提供的不仅仅是信息，更是一种有效的学习方法论。

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要说这本书的深度，我个人觉得它巧妙地避开了那些过于前沿、尚未被证实的理论，而是将重点放在了那些已经被时间检验、构成现代航天事业基石的原理上。这种务实态度非常值得称赞。作者在解释诸如牛顿运动定律、逃逸速度以及火箭推力产生的基本原理时，展现出了令人印象深刻的清晰度和精确性。他并没有满足于‘是什么’的描述，而是深入探讨了‘为什么是这样’的内在逻辑。我尤其欣赏他对于数学公式的处理方式——它们被恰当地放置在需要解释的关键点上，但作者总能随后跟上一段通俗的白话解释，确保了技术上的严谨性与可读性之间取得了完美的平衡。对于那些希望真正理解‘飞行’二字背后物理机制的读者来说，这本书提供了一个坚实可靠的知识框架，它让你明白，每一次成功的升空都不是魔法，而是对自然法则深刻理解的必然结果。它更像是一份严谨的蓝图，而非天花乱坠的幻想。

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这本书的封面设计得非常引人注目，色彩搭配大胆而富有想象力，深邃的蓝色背景与点缀其间的璀璨星辰形成了强烈的视觉冲击，立刻就能让人联想到浩瀚的宇宙。书名本身虽然简洁，却蕴含着一种对未知探索的渴望。当我翻开这本书时，我首先感受到的是作者在文字组织上的匠心独运。他似乎非常注重逻辑的流畅性，章节之间的过渡自然得像是星系间的引力牵引，引导着读者从一个概念平稳地滑入下一个概念。我特别欣赏作者在描述那些复杂的物理定律时所采用的比喻，它们不是那种教科书式的枯燥解释，而是充满了生活气息和直观感受，使得即便是对天体物理学一窍不通的人，也能在脑海中构建出一个清晰的图像。比如，当他谈到轨道力学时，那种将行星运动比作在巨大溜冰场上滑行的描述，让我一下子就抓住了核心要点，那种‘原来如此’的豁然开朗感，在阅读过程中时常出现。总的来说，这本书在视觉呈现和叙事引导上都做到了极高的水准，让人从一开始就充满了继续深入探索的动力，仿佛已经踏上了一条通往星辰大海的征程。

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这本书的叙事节奏把握得相当老辣，它不像某些科普读物那样，上来就用一堆晦涩难懂的专业术语将读者拒之门外。相反，作者采取了一种非常温和且循序渐进的方式，仿佛是一位经验丰富的老船长，耐心地向初次接触星际航行概念的新手们讲解如何掌舵。我特别注意到了作者在处理历史背景和技术细节之间的平衡。他没有陷入无休止的参数罗列，而是将每一次重大的航天突破都置于其产生的时代背景之下，深入剖析了当时的技术瓶颈和人类的思维局限。这种‘讲故事’的技巧，极大地增强了阅读的代入感。我感觉我不是在阅读一本关于飞行的书籍，而是在跟随着一代代梦想家们，亲身经历了从火箭最初的笨拙尝试到如今精准入轨的每一步艰辛。那种对人类智慧和不屈精神的赞颂，洋溢在字里行间，让人读后热血沸腾，同时也深感敬畏。它成功地将冰冷的工程学转化为了充满人文关怀的史诗叙事。

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这本书的语言风格非常具有个人特色，透露出一种历经沧桑后的沉稳和洞察力。作者的遣词造句看似不事雕琢，实则处处透着精妙的韵味。在描述太空的广阔无垠时，他会使用一些带有古典文学色彩的词汇，赋予了冰冷的真空一种诗意的维度。而在讲解火箭发动机的点火程序时，语言又会变得异常简洁、有力，仿佛是直接来自任务控制中心的指令，精确到秒。这种风格上的巨大跳跃，反而形成了一种独特的阅读韵律，让原本可能单调的科技内容变得富有张力。这种‘严肃中的诙谐，精确中的浪漫’的文风，使得阅读过程非常享受，完全没有一般技术书籍那种令人望而生畏的严肃感。它让人感觉到，作者不仅精通技术，更是一位深刻理解人类情感与宇宙哲思的智者。

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