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出版者:

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頁數:294

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出版時間:2010-4

價格:28.00元

裝幀:

isbn號碼:9787308072274

叢書系列:

圖書標籤:

• 奧賽
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• 數學
• 教程
• 高中數學
• 奧數
• 進階
• 學習
• 輔導
• 培優
• 經典

《星辰的低語：宇宙航行與深空探索指南》 這是一本帶領你穿越浩瀚宇宙，理解我們存在於其中的宏大圖景的著作。 本書並非聚焦於某一特定學科的應試技巧，而是深入探討瞭人類探索宇宙的宏大敘事、核心科學原理、工程挑戰以及哲學思考。它旨在為所有對星空懷有無限好奇心的人士提供一個全麵而引人入勝的知識框架，從基礎的天文學概念齣發，逐步深入到前沿的航天技術和未來的星際旅行設想。 第一部分：宇宙的基石——從地球到銀河 本部分奠定讀者對宇宙的基本認知框架，從我們所處的太陽係開始，逐步拓展至更廣闊的銀河係乃至可觀測宇宙。 第一章：我們的鄰裏——太陽係的結構與動態 本章首先對太陽係進行係統的描繪。詳細解析瞭太陽的結構、能量來源及其對行星環境的影響。隨後，我們逐一剖析八大行星的形成曆史、大氣構成、地質活動及其獨特的衛星係統。重點介紹瞭行星的軌道力學，包括開普勒定律的實際應用和牛頓萬有引力定律如何支配著天體的運行。 類地行星的岩石內核： 深入探討水星的極端溫差、金星的失控溫室效應、地球生命的宜居條件，以及火星地質變遷與尋找水存在的痕跡。 氣態巨行星的雲端之謎： 詳述木星的巨大磁場和快速自轉如何塑造其壯觀的條紋和風暴，土星光環的精妙結構，以及天王星和海王星的冰巨星特性。 太陽係邊緣的疆域： 描述柯伊伯帶、奧爾特雲的構成，矮行星（如冥王星）的特徵，以及彗星和小行星的起源與運動規律。 第二章：恒星的誕生、生命與消亡 恒星是宇宙的能量之源和元素的熔爐。本章將揭示恒星如何從分子雲中坍縮形成，其內部的核聚變過程是宇宙萬物得以存在的根本。 恒星演化的光譜： 介紹赫羅圖（H-R Diagram）作為理解恒星生命周期的核心工具。分析主序星、紅巨星、白矮星、中子星和黑洞的物理特性和形成機製。 超新星的宇宙責任： 闡述不同質量恒星結束生命的方式，特彆是Ia型和II型超新星爆發對重元素（如鐵、金、鈾）的閤成及其嚮宇宙播撒的過程，解釋瞭“我們都是星塵”的科學含義。 第三章：星係、暗物質與宇宙學基礎 從恒星的集閤體——星係，我們開始理解宇宙的整體結構。 星係的形態與演化： 分類描繪螺鏇星係、橢圓星係和不規則星係的結構特徵。討論星係團和超星係的形成，以及星係閤並對宇宙結構演化的影響。 不可見的疆界——暗物質與暗能量： 深入探討支持現代宇宙學的兩大支柱：暗物質如何通過引力效應被觀測到，以及暗能量如何驅動宇宙加速膨脹的謎團。 大爆炸的餘暉： 解釋宇宙微波背景輻射（CMB）的意義，作為大爆炸理論最強有力的證據，以及它所揭示的早期宇宙的溫度和密度信息。 第二部分：跨越天塹——航天動力學與工程挑戰 本部分轉嚮人類實現星際旅行所必須掌握的物理學和工程技術。 第四章：軌道力學與任務設計 精確的軌道計算是所有航天任務的生命綫。 經典軌道理論的實踐： 詳細解析霍曼轉移軌道、引力助推（Slingshot Maneuver）的應用原理，以及如何利用這些技術節省燃料，實現高效的行星際轉移。 推進係統的進化： 對比化學火箭推進（如液氧/液氫組閤）的推力極限、離子推進器的工作原理及其在長期深空探測中的優勢與劣勢。並展望核熱推進（NTP）和太陽帆等未來技術。 導航、製導與控製（GNC）： 解釋如何在遠離地球的深空中保持航天器的姿態和精確的軌跡控製，涉及慣性測量單元、恒星跟蹤器和行星際測距技術。 第五章：生命支持係統與極端環境生存 將生命送入太空，需要對抗真空、輻射和失重帶來的嚴峻挑戰。 閉環生態係統構建： 探討如何在封閉空間內實現氧氣、水和食物的再生循環，以支持長期載人任務。分析生物再生生命支持係統（BLSS）的研發進展。 輻射防護工程： 詳細分析太陽耀斑和銀河宇宙射綫（GCRs）對宇航員健康的威脅，介紹被動屏蔽（如水或聚乙烯）和主動屏蔽技術的概念設計。 微重力對人體的長期影響： 考察失重如何導緻骨密度流失、肌肉萎縮和心血管係統變化，以及對策，如先進的離心機模擬訓練。 第六章：深空通信與數據傳輸 在數億公裏之外，如何保證信息的可靠傳輸？ 深空網絡（DSN）的奧秘： 介紹NASA深空網絡等全球追蹤係統的基礎設施，包括超大口徑天綫、高靈敏度接收器和復雜的信號處理技術。 信號衰減與延遲： 量化計算電磁波在真空中的傳播損耗（自由空間損耗），以及光速限製帶來的不可避免的通信延遲，及其對實時控製的挑戰。 第三部分：超越地平綫——未來的探索前沿 本書的最後部分展望瞭人類太空探索的下一階段目標與潛在技術突破。 第七章：載人登陸與定居點建設 從月球到火星，建立地外基地是人類成為多行星物種的關鍵一步。 月球資源的利用（ISRU）： 重點分析從月壤中提取氧氣、水冰和氦-3的技術可行性，以及原位資源利用對降低任務成本的戰略意義。 火星定居的挑戰與方案： 探討火星大氣稀薄、重力較低的環境對建築材料和能源供給的影響。介紹氣壓棲息地、熔岩管利用以及火星土壤的生物修復潛力。 第八章：搜尋係外生命與宜居帶理論 我們將目光投嚮太陽係之外，探索我們是否是宇宙中唯一的智慧生命。 係外行星的探測方法： 詳細解釋淩日法（Transit Method）和視嚮速度法（Radial Velocity Method）的工作原理，以及詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）在分析係外行星大氣光譜中的關鍵作用。 生物特徵信號的篩選： 介紹什麼是生物特徵氣體（如氧氣、甲烷的特定組閤），以及如何在復雜的背景噪音中識彆齣它們，從而推斷潛在的生命活動。 第九章：星際旅行的理論與猜想 探討突破太陽係藩籬的可能性，即使目前仍處於理論階段。 近光速旅行的物理學： 討論狹義相對論中的時間膨脹效應，以及如何利用高能物理概念實現對星際尺度的跨越。 麯速驅動與蟲洞的理論邊界： 客觀審視阿爾庫貝利驅動等理論模型所需的負能量（奇異物質）的物理學基礎與工程難題，保持對未知領域的敬畏與科學探索精神。 《星辰的低語》旨在成為讀者在麵對浩瀚宇宙時，手中必備的、兼具深度與廣度的指南，激勵下一代科學傢、工程師和夢想傢去觸碰那些遙不可及的星光。

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