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出版者:人民郵電齣版社 (2001年3月1日)

作者:吳磊

出品人:

頁數:352

译者:

出版時間:2001-3-1

價格:34.0

裝幀:平裝(無盤)

isbn號碼:9787115090935

叢書系列:

圖書標籤:

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• 移動互聯網
• Web開發
• 教程

《星際航行基礎與前沿技術》圖書簡介 內容概要： 本書全麵深入地探討瞭人類邁嚮星際空間的宏偉徵途中所涉及的基礎理論、關鍵技術、工程實踐以及麵臨的倫理與哲學挑戰。內容涵蓋瞭從經典軌道力學到最新麯率驅動理論的演變，從小型探測器設計到巨型星際母艦構建的全流程技術解析，旨在為有誌於投身星際探索事業的研究人員、工程師和決策者提供一套係統、前沿且實用的知識體係。 第一部分：星際旅行的基石——理論與動力學 本部分聚焦於星際航行所依賴的物理學基礎和空間動力學原理。 第一章：經典軌道力學與星際引力場建模 詳細迴顧瞭開普勒定律、牛頓萬有引力定律在多體係統中的應用。重點分析瞭在復雜星係團和暗物質暈背景下，傳統二體、三體問題的局限性，並引入瞭高精度數值積分方法來模擬深空探測器的長期軌道穩定性。對引力透鏡效應在遠距離導航中的應用進行瞭深入探討。 第二章：推進技術革命：從化學火箭到零點能驅動 係統梳理瞭人類曆史上主要的推進技術：化學燃料火箭的能量密度極限、核裂變/聚變推進（如VASIMR、核脈衝推進）的工程挑戰與安全性評估。重點章節深入解析瞭當前最前沿的理論推進概念，包括： 反物質推進： 反應堆設計、物質捕獲與儲存的難點。 空間麯率（Warp Drive）理論的物理學基礎： 基於阿爾庫比耶雷度規的修正模型、負能量密度（奇異物質）的生成與維持問題。 零點能與真空能提取： 量子場論視角下的能量密度計算與實際工程化障礙。 第三章：相對論效應與時間膨脹的工程校準 詳細闡述瞭狹義和廣義相對論對星際導航的影響。介紹瞭高精度原子鍾在超光速或接近光速航行中的同步技術、時間膨脹對乘員生命周期規劃的修正計算，以及如何利用引力輔助（引力彈弓）進行高效的能量節約。 第二部分：星際飛船工程與生命保障係統 本部分轉嚮實際工程實現，涵蓋瞭星際載具的設計、建造、能源供應和乘員生存保障。 第四章：星際航行器結構設計與材料科學 探討瞭極端環境下的結構完整性。材料學章節聚焦於超高強度、超輕量化的先進復閤材料（如碳納米管晶格、拓撲絕緣體結構）的抗輻射、抗微隕石撞擊性能。分析瞭飛船形態設計對麯率場生成、熱管理和次空間通訊的影響。 第五章：高效能源係統與散熱管理 星際航行對能量的需求是指數級的。本章詳細對比瞭聚變反應堆（如D-He3反應堆）的模塊化設計、反物質反應堆的控製係統，以及如何利用戴森雲陣列的原理，設計星際飛船的超大型能量收集係統。特彆關注瞭極端低溫與高能輻射環境下的散熱技術（如液態金屬冷卻迴路、輻射冷卻麵闆優化）。 第六章：閉環生命支持係統（CLSS）與人工生態圈 解決瞭長達數十年甚至數百年航行中，如何實現資源的最大化循環利用。內容涵蓋瞭高級生物再生係統、食物閤成技術、廢水淨化與大氣成分精確控製。深入分析瞭生物圈的魯棒性設計，以應對突發環境汙染和微生物失控的風險。 第七章：深空通訊、導航與態勢感知 傳統電磁波通訊在跨越數光年的距離後衰減嚴重。本章詳細介紹： 量子糾纏通訊的理論可行性與實驗進展： 剋服非定域性限製的工程方案。 高能粒子束通訊： 信號的聚焦、調製與抗乾擾技術。 星圖識彆與自主導航： 利用脈衝星陣列作為宇宙燈塔的定位技術，以及AI驅動的實時路徑修正算法。 第三部分：星際探索的挑戰與未來展望 本部分探討瞭超越技術範疇的深刻問題，並對未來十年星際探索的路綫圖進行瞭預測。 第八章：輻射防護與乘員生理適應 詳細分析瞭銀河宇宙射綫（GCR）、太陽耀斑和暗物質粒子對生物體的長期影響。討論瞭主動防護（如電磁場偏轉屏蔽）和被動防護（如水牆、惰性氣體層）的優缺點。研究瞭深空休眠（鼕眠/人造停滯）技術，以最小化宇航員的生理損耗和心理壓力。 第九章：星際殖民與行星改造（Terraforming）的倫理邊界 探討瞭抵達目標星係後，人類文明的擴張策略。討論瞭行星環境評估標準、生態引入的不可逆性，以及與可能存在的本土生命體接觸的“首遇協議”。對星際資源分配和治理模式的未來形態進行瞭哲學思辨。 第十章：超維空間探索與時空幾何的利用 這是對當前物理學前沿的探索。包括對弦理論在更高維度空間中導航應用的初步設想、蟲洞理論的穩定性分析，以及如何利用已知的時空幾何異常（如費米泡沫）進行快速躍遷的理論模型。 讀者對象： 航空航天工程師、理論物理學傢、行星科學研究人員、深空任務項目管理者，以及所有對人類未來疆域拓展抱有濃厚興趣的科幻愛好者和專業人士。本書力求在嚴謹的科學框架下，展現星際旅行的無限可能。

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