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出版者:高等教育齣版社

作者:邵長泰

出品人:

頁數:187

译者:

出版時間:2005-7

價格:17.40元

裝幀:

isbn號碼:9787040169201

叢書系列:

圖書標籤:

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• 高中物理
• 初中物理
• 物理學
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• 考試

行星軌道與星際航行：宇宙探索的理論基石 作者： 艾莉絲·範德比爾特 齣版社： 蒼穹之眼學術齣版 頁數： 680頁 裝幀： 精裝，附帶全彩星圖索引 定價： 298.00 元 --- 內容簡介： 《行星軌道與星際航行：宇宙探索的理論基石》並非一本關於基礎力學公式推導的習題集，而是一部深度聚焦於天體力學在實際空間任務中應用的權威專著。本書旨在為高等院校天文學、航空航天工程及理論物理專業的學生和研究人員提供一個全麵、深入且極具實踐指導意義的知識框架，探討如何利用牛頓萬有引力定律和愛因斯坦的廣義相對論，精確預測、規劃和執行穿越太陽係乃至恒星際的航行任務。 本書的核心敘事圍繞著“精確計算”與“任務實現”之間的橋梁構建展開。全書共分為五個宏大模塊，層層遞進，確保讀者在掌握基礎理論的同時，能夠掌握前沿的軌道設計與機動策略。 第一部分：經典軌道動力學的迴歸與深化 本部分首先迴顧瞭開普勒定律和基於牛頓定律的二體問題解法，但並未止步於教科書的範疇。作者範德比爾特教授以其在深空探測任務規劃中的豐富經驗，引入瞭“高精度曆書生成”的概念。重點講解瞭如何利用拉格朗日點（L1至L5）的周期性軌道特性，設計低成本、高效率的觀測站和通信中繼網絡。 攝動效應的精細化處理： 詳細分析瞭太陽係內八大行星、小行星帶、柯伊伯帶天體對目標航天器軌道産生的長期積纍性攝動。書中引入瞭佩斯切爾（Pesschel）積分方法，用以估算這些微小引力源對任務窗口期（Launch Window）的影響，尤其是在涉及木星引力彈弓效應的行星際轉移軌道設計中。 非保守力場的考量： 闡述瞭太陽輻射壓、行星大氣阻力（在近地或近行星軌道階段）以及潮汐力（在環繞岩石行星或氣態巨行星時）如何偏離理想的開普勒橢圓。書中提供瞭數值模擬的參數集和校正模型，指導讀者構建能適應真實太空環境的軌道模型。 第二部分：多體問題與航跡規劃的藝術 本書的第二部分是全書的理論核心，它直麵復雜的多體問題，這是任何實際航天任務都無法迴避的挑戰。範德比爾特教授將復雜問題分解為可處理的模塊。 限製性三體問題（Restricted Three-Body Problem, RTBP）： 詳細剖析瞭太陽-地球-航天器係統中的拉格朗日點。重點分析瞭如何利用這些“引力平衡點”實現“軌道鎖”技術，以最小的燃料消耗維持探測器在特定觀測位置的穩定運行。本書提供瞭一個關於“地月轉移軌道（EML）”的案例研究，展示瞭如何通過巧妙的巡航段調整，避開高能耗的霍曼轉移，轉而采用能量更優化的“弱耦閤”路徑。 N體係統的攝動修正與控製： 探討瞭在多行星會閤任務（如旅行者號任務）中，如何運用“動力學規劃軟件”進行實時軌道修正。書中對“脈衝推進”（Impulsive Maneuvers）與“低推力推進”（Low-Thrust Propulsion，如離子推進器）的適用場景進行瞭嚴格的對比分析，並提供瞭基於卡爾曼濾波的軌道確定與預測流程。 第三部分：星際介質與相對論效應 隨著人類探索視野的拓展，對更遠距離的航行規劃，經典力學已顯不足。第三部分將讀者帶入相對論的疆域。 廣義相對論在深空中的修正： 闡述瞭水星近日點進動、光綫彎麯等效應如何被納入到高精度星際導航係統中。書中詳細解釋瞭如何修正星光掩星觀測（Occultation）中由引力透鏡效應引起的定位誤差。 星際航行的新挑戰： 探討瞭當航天器速度接近光速（雖然目前技術尚未達到，但理論模型必須先行）時，時間膨脹和長度收縮對任務規劃的影響。特彆關注瞭對穿越奧爾特雲或假設的鄰近恒星係統時，微小星際物質撞擊和宇宙背景輻射帶來的動量變化估算。 第四部分：軌道機動與推進技術集成 本部分側重於“如何實現”理論上的最優軌道。它連接瞭純理論與工程實現。 最優控製理論在軌道設計中的應用： 引入龐特裏亞金最大值原理，用於推導燃料效率最高的推力矢量控製策略。書中提供瞭幾個經典的“阿波羅式”月球軌道捕獲（Lunar Orbit Insertion, LOI）的優化解，以及火星著陸軟著陸的“跳躍式進入”軌跡優化。 非常規推進係統的整閤： 除瞭化學火箭，本書也詳細分析瞭太陽帆、磁帆以及新興的核聚變推進概念對軌道幾何的影響。重點在於如何將這些低推力、高效率推進係統的輸齣參數，無縫嵌入到傳統的多體軌道傳播器中，進行統一的性能評估。 第五部分：自主導航與任務魯棒性 最終，本書討論瞭在遠離地球通信範圍時，航天器如何自主維持其軌道。 天體參照係與慣性導航： 詳細介紹瞭如何利用脈衝星計時陣列（Pulsar Timing Arrays）作為終極深空導航的絕對參考係。分析瞭本地引力場波動對慣性測量單元（IMU）的漂移影響，以及如何通過對遙遠類星體和星雲的觀測進行定期校準。 故障恢復與軌道冗餘設計： 探討瞭在軌道計算單元發生單點故障時，如何設計“基於物理規則”的應急軌道維持程序，確保航天器不會因軟件錯誤而偏離預定安全區域。 --- 讀者對象： 本書是為研究生及博士後研究人員量身打造的進階讀物，尤其適閤從事深空探測軌道設計、衛星星座優化、以及需要將理論天體力學應用於實際航天任務的工程師和科學傢。書中包含大量復雜的數學推導和數值計算示例，要求讀者具備紮實的微積分、微分方程和綫性代數基礎。它不是一本基礎的力學參考書，而是將這些基礎轉化為解決宇宙航行實際難題的工具箱。

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评分☆☆☆☆☆

我必須極其坦率地指齣，這本書的編輯和校對工作簡直是草率到瞭極點。我不是在吹毛求疵，但物理計算的嚴謹性要求我們對每一個符號、每一個變量都保持高度的敏感性，而這本書在這方麵犯下的錯誤多到令人發指。最讓我感到震驚的是，在好幾個關鍵的例題中，題目本身給齣的已知條件是矛盾的！例如，有一道關於動量守恒的二維碰撞問題，給齣的兩個物體的初始速度方嚮嚮量乘積竟然是零，這意味著它們應該沿著同一條直綫運動，但這道題後續的計算和圖示卻描繪瞭一個典型的斜嚮碰撞過程，這在物理上是自相矛盾的，根本無解。類似這樣的硬傷，我在翻閱的前三分之一部分就發現瞭不下五處。這讓我對後續所有題目的“標準答案”都産生瞭深深的懷疑。如果連題目本身都是基於錯誤的假設構建的，那麼無論是學生自己解齣的答案，還是印刷廠提供的“參考答案”，都失去瞭其存在的意義。這樣的齣版物不僅浪費瞭讀者的學習時間，更重要的是，它可能會在學生心中種下錯誤的物理觀念，讓他們對問題的建立和條件的設定産生錯誤的認知。一個優秀的練習冊，應該是學習過程中的可靠夥伴，它應該引導我們走嚮真理，而不是將我們引嚮邏輯的死鬍同。這本書，絕對稱不上是可靠的夥伴，它更像是一個充滿誤導性陷阱的“定時炸彈”，我建議所有使用者在使用時，必須攜帶至少兩本權威參考書進行交叉驗證，否則風險自負。

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這本筆記簡直是災難，我簡直不敢相信自己竟然會買下這樣一本所謂的“學習輔導材料”。首先，從封麵設計開始就透露著一股廉價和敷衍的氣息，那種老舊的排版和毫無新意的配色，讓人聯想到上個世紀的教科書。當我翻開內頁，更是令人大失所望。裏麵的題目設置毫無邏輯可言，東一榔頭西一棒子，完全沒有循序漸進的感覺。比如，前一頁還在考微積分的基礎概念，下一頁就突然跳躍到量子力學的深奧問題，中間沒有任何過渡和鋪墊，讓人完全摸不著頭腦。更要命的是，它的解析部分，簡直就是對智商的侮辱。很多步驟都是直接跳躍的，仿佛作者認為讀者都已經掌握瞭所有中間過程，或者乾脆就是偷懶不想寫清楚。當我遇到一道題卡殼，試圖通過解析來理解時，結果發現解析本身就是一個更大的謎團，充滿瞭晦澀難懂的術語和含糊不清的錶述。我不得不花大量時間去查閱其他更專業的教材來理解這個練習冊裏的“標準答案”，這簡直是本末倒置，完全違背瞭使用練習冊的初衷——那就是用來鞏固和檢驗學習成果的，而不是用來製造更多睏惑的。如果說這是一本麵嚮初學者的入門書籍，那它無疑是失敗中的失敗；如果目標是高階學習者，那它的深度和廣度又遠遠不夠，顯得非常膚淺和零碎。我強烈建議所有希望認真學習物理的同學避開這本書，去尋找那些真正用心編寫、結構清晰、講解透徹的優質資源。這本練習冊，我真的給零分，它浪費瞭我的時間和金錢，並且嚴重打擊瞭我學習的積極性，感覺就像是買瞭塊墊桌腳的磚頭。

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這本書給我的感覺，就像是作者從一本厚厚的、內容極其專業的高等物理參考書中，隨機截取瞭數百個例子，然後用最簡陋的方式重新包裝瞭一下，試圖僞裝成一本“全麵覆蓋”的練習冊。它的問題在於缺乏層次感和針對性。它試圖取悅所有人，結果就是它沒有真正服務好任何一個特定學習階段的人。對於初學者而言，那些過於復雜的背景知識和跳躍的數學工具讓他們望而卻步，每道題目背後似乎都隱藏著一個需要獨立查閱的知識點，這使得學習過程充滿瞭不必要的摩擦。而對於那些已經有一定基礎的人來說，這本書提供的題目又顯得過於基礎和重復，幾乎沒有任何能夠激發批判性思維的“陷阱題”或“開放性問題”。我花費瞭大量時間去研究那些看起來“花哨”的題目，結果發現它們的解題思路極其單一，無非是套用公式A加公式B的簡單組閤。這本書完全沒有體現齣物理學思維的精髓——即如何將復雜的現實問題抽象、建模，並用最簡潔的數學語言去描述和解決。我更像是被動地在進行公式的填空遊戲，而不是主動地在探索物理世界的規律。我寜願花時間去啃一本內容少但講解深入的經典教材，也不願意被這種內容龐雜卻缺乏內涵的練習冊所拖纍。這本練習冊，更像是一堆散落的知識點碎片，而非一塊堅實的知識基石。

评分☆☆☆☆☆

我必須承認，我對這份學習資料的期望值本來就不高，畢竟市麵上充斥著太多粗製濫造的教輔産品，但這本東西刷新瞭我對“粗製濫造”的認知下限。它的印刷質量堪憂，紙張薄得像蟬翼，墨水還經常洇開，尤其是在那些需要畫圖示意的題目旁邊，那些本該清晰的箭頭和矢量符號，被印得模糊不清，像是被水浸泡過一樣。更彆提排版上的問題，行距忽寬忽窄，段落間距時而擁擠不堪時而又空曠得像荒漠，閱讀起來極其費神。我花瞭很長時間纔適應這種混亂的視覺體驗，但即使適應瞭，做題時的效率依然低下。這些題目，乍一看好像涵蓋瞭各個領域，但仔細推敲，你會發現很多題目都是對同一個概念的機械重復，隻是換瞭個不同的數字進行計算而已，缺乏真正的創新和思維拓展性。比如，關於牛頓第二定律的應用，它能變著花樣考你多少次用相同的模型去解決問題？我做完前三章的習題，感覺我的大腦並沒有被“鍛煉”到，反而像是被強行灌輸瞭一堆重復的公式和套路。真正好的練習冊，應該能引導學生跳齣固有的思維框架，去探索問題的本質。而這本，卻似乎在鼓勵死記硬背和機械套用。我更傾嚮於認為，這更像是一個匆忙拼湊齣來的草稿集，而不是一本經過嚴格審校和科學設計的教材。對於那些追求效率和深度理解的學習者來說，這種低效的重復隻會帶來無盡的枯燥和挫敗感。我真希望齣版商能對自己的産品負責一點，至少在紙張和排版上能達到一個基本的行業標準。

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打開這本練習冊，我體驗到瞭一種久違的、近似於在迷宮中摸索的挫敗感。它的結構鬆散得像一團散開的毛綫球，根本找不到任何邏輯主綫。如果說一本好的教輔是搭建一座通往知識高峰的階梯，那麼這本書就像是隨機散落在地上的零碎石塊，你必須自己去思考如何將它們堆砌起來，纔能勉強形成一個可以攀爬的形態。讓我舉個例子，在討論電磁感應現象的章節，它竟然沒有事先明確指齣法拉第定律和楞次定律的核心思想和應用條件，而是直接拋齣瞭一係列復雜的應用題，要求讀者自己去“領悟”這些定律是如何運作的。對於那些對基礎概念掌握得不夠紮實的同學來說，這簡直是自殺式的學習方法。我試圖通過翻閱目錄來尋找綫索，但目錄本身就設計得非常業餘，很多章節的命名含糊不清，讓人無法準確判斷其內容側重。更讓我惱火的是，書中對一些關鍵物理量的單位錶示法混用現象嚴重，一會兒用國際標準單位，一會兒又用一些過時的或者地區性的單位錶示法，這在需要精確計算的物理學科中是絕對不能容忍的錯誤。這種不規範性，不僅誤導瞭初學者對科學嚴謹性的認識，也給後續的計算帶來瞭極大的睏擾，我必須時刻保持警惕，檢查每一個數字後麵的單位是否符閤上下文。總而言之，這是一次非常令人沮喪的閱讀體驗，它更像是一份未完成的研究報告草稿，而非一本麵嚮大眾的練習工具書。

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