Space Technologies for the Benefit of Human Society and Earth pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Olla, Phillip 编

出品人:

页数:584

译者:

出版时间:2009-4

价格:$ 258.77

装帧:

isbn号码:9781402095726

丛书系列:

图书标签:

Space Technology
Human Society
Earth Observation
Sustainable Development
Space Applications
Remote Sensing
Space Exploration
Innovation
Technology
Global Challenges

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具体描述

When discussing the advancement of space science and space technology, most people instinctively think about deep space flights, lunar stations, and thrilling outer space adventures. The fact is that the majority of the human technology in space, which consists of interconnected satellites, points towards Earth, and is used to provide services for and fulfill the goals of people on planet Earth. Over the next decade, there will be an increased need for innovative Earth information systems to support the international space community's efforts to provide a robust infrastructure.This book describes some of the most important applications being developed, along with the space infrastructure upgrades being implemented to support them. It also provides a comprehensive review of how space technology can be used to resolve fundamental environmental, technological, and humanitarian challenges that we are experiencing on our planet. Finally, the book demonstrates to the IT and business communities how space technology can be incorporated into terrestrial IT applications to facilitate decision-making.

书籍简介：《太空探索：从前沿科学到地球福祉》引言：人类的目光与足迹人类对浩瀚宇宙的好奇与探索从未停歇。从伽利略的望远镜到阿波罗登月，每一次飞跃都深刻地改变了我们对自身和宇宙的认知。然而，太空探索的意义远不止于插上旗帜或采集岩石样本。它是一场宏大的科学、技术与社会进步的交织，其最终目标是将前沿的知识和能力回馈给地球家园。本书旨在深入探讨当代太空科技的各个维度，重点聚焦于如何将这些尖端技术转化为切实可行的解决方案，以应对人类社会和地球环境面临的复杂挑战。我们不会停留于对遥远星系的浪漫想象，而是将目光锁定在“太空如何为我们服务”这一核心命题上。第一部分：地球观测与环境监测的前沿视野地球，这颗我们赖以生存的蓝色星球，其复杂的气候系统、生态平衡和自然资源分布，需要持续、精确的监测。太空技术提供了无可替代的全球视角和连续性。气候变化的卫星诊断：卫星遥感技术是理解全球气候变化的关键工具。本书将详细介绍新一代高分辨率对地观测卫星如何以前所未有的精度测量大气中的温室气体浓度（如二氧化碳和甲烷），监测冰盖融化速率、海平面上升速度以及海洋热力学状态。我们将探讨如何利用多光谱和高光谱成像技术，区分不同类型的人为和自然污染源，为国际气候政策的制定提供坚实的数据基础。例如，如何通过分析植被指数的变化（NDVI）来评估森林砍伐对碳循环的影响，以及如何利用合成孔径雷达（SAR）穿透云层和黑暗，监测洪水、地震后的地面形变和基础设施的损害情况。水资源管理的太空策略：随着全球水资源压力日益增大，精确的水文监测变得至关重要。本书将阐述重力恢复与气候实验（GRACE）任务如何通过测量地球重力场的微小变化，估算地下水储量的动态变化，这对于管理干旱地区的农业灌溉和城市供水具有革命性意义。此外，还包括利用卫星确定雪水当量、监测河流流量以及识别农业用水的效率，从而优化水资源分配模型。海洋健康与生物多样性：海洋覆盖了地球表面的三分之二，但其健康状况常常被忽视。本书将介绍先进的海洋观测卫星，它们如何监测海面温度、洋流模式、叶绿素浓度（作为浮游生物丰度的指标），以及塑料污染的扩散路径。通过分析这些数据，科学家能够更好地预测厄尔尼诺现象等气候模式，保护海洋生态系统，并为渔业资源的可持续管理提供支持。第二部分：通信、导航与全球互联的基石太空基础设施是现代全球经济和社会运行的无形骨架。卫星通信和导航系统的发展，极大地提升了人类社会的连接性和效率。下一代卫星通信：低延迟与普惠接入：传统的地球同步轨道（GEO）卫星通信已发展成熟，但面对实时数据处理和新兴应用（如物联网、自动驾驶）的需求，低地球轨道（LEO）巨型星座正在重塑格局。本书将分析LEO星座在降低通信延迟、提高数据传输速率方面的技术突破，及其在连接偏远地区、弥合“数字鸿沟”中的关键作用。我们将讨论星间激光链路技术如何构建真正的“太空互联网”，以及这对全球金融交易、远程医疗和应急响应的深远影响。高精度定位与智能交通：全球导航卫星系统（GNSS，包括GPS、北斗、伽利略和格洛纳斯）已深入到我们生活的方方面面。本书将聚焦于GNSS接收机和信号处理技术的进步，如何将定位精度从米级提升到厘米级甚至毫米级。这种高精度定位能力是智能农业（精准施肥、播种）、无人机配送、自动驾驶车辆安全运行以及精密工程建设的基础保障。我们将探讨如何利用多星座融合技术来增强信号的鲁棒性和抗干扰能力，确保关键基础设施的可靠运行。第三部分：太空技术在地球安全与可持续发展中的应用太空技术的效益并非仅仅体现在日常便利上，它在应对突发灾难和保障人类基本需求方面，发挥着不可替代的战略作用。灾害响应与人道主义援助：当自然灾害（地震、火山爆发、飓风）来临时，地面通信和交通网络往往瘫痪。高分辨率的卫星图像和快速部署的应急通信系统成为生命线。本书将详细介绍灾情评估流程中，如何利用快速重访卫星数据，在数小时内绘制出受灾地图，指导救援队伍的部署，并评估受损基础设施的优先级。此外，利用卫星定位技术进行失踪人员搜救和物资精确投送的案例也将被深入剖析。能源与资源勘探的太空视角：尽管直接在太空中开采资源仍处于早期概念阶段，但太空技术正在帮助我们更有效地利用地球资源。例如，通过先进的遥感技术，可以远程识别地质构造，辅助寻找地下水、矿物储量和地热资源，从而降低传统勘探的高风险和高环境成本。同时，对于可再生能源（如太阳能、风能）的优化布局，卫星数据也提供了关键的气候和地理信息支持。空间天气与基础设施保护：太阳的活动对地球上的技术系统构成潜在威胁。剧烈的太阳耀斑和日冕物质抛射可能干扰通信、导航信号，甚至损坏电网。本书将探讨空间天气监测卫星如何提供预警信息，以及如何利用这些预警来保护地面关键基础设施，例如提前调整敏感电子设备的运行模式，或在电网中采取预防性措施。第四部分：面向未来的技术展望与社会伦理太空探索正迈向更具颠覆性的时代，新技术和新的社会责任也随之而来。太空制造与在轨服务：制造业正逐渐从地球转向低地球轨道。本书将讨论微重力环境下材料科学的独特优势（如生产更纯净的半导体晶体或新型合金），以及在轨组装、维修和燃料补给技术的发展，如何延长昂贵卫星的服役寿命，减少太空碎片，并降低整体运营成本。太空可持续性与碎片缓解：随着各国太空活动增加，近地轨道日益拥挤，太空碎片问题已成为全球性挑战。本书将探讨主动清除碎片的技术方案（如捕获卫星、激光烧蚀）的原理和可行性，以及国际合作在制定轨道操作规范和“可持续太空”框架方面的重要性。确保我们不以牺牲子孙后代的太空使用权为代价来换取当前的便利，是太空技术发展中无法回避的伦理责任。结论：从太空回望，服务于人本书贯穿的核心思想是：太空探索的终极价值，在于其对地球社会和环境的积极反馈。从提供精确的气候数据，到保障全球通信，再到协助灾害救援，太空技术已成为人类文明进步的强大驱动力。我们期待读者通过本书，能对当前航天事业的广度和深度有一个全面且务实的理解，认识到投资于太空的每一分努力，最终都将以更安全、更智能、更可持续的方式，惠及地球上的每一个人。