Mars - A Warmer, Wetter Planet (Springer Praxis Books / Space Exploration)

Mars - A Warmer, Wetter Planet (Springer Praxis Books / Space Exploration) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Jeffrey S. Kargel
出品人:
页数:557
译者:
出版时间:2004-07-23
价格:USD 49.95
装帧:Paperback
isbn号码:9781852335687
丛书系列:
图书标签:
  • Mars
  • Planetary Science
  • Astrobiology
  • Space Exploration
  • Climate Change
  • Geology
  • Terraforming
  • Habitability
  • Red Planet
  • Springer
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具体描述

Mars is the Solar System's other wild, wet, water world. Long believed to have become cold, dead, and dry aeons ago, we now having striking new proof, not only that Mars was a relatively warm and wet place in geologically recent times, but that even today there are vast reserves of water frozen beneath the planet's surface. This compelling new evidence may well boost the chances of a manned mission to Mars sooner, rather than later. The discovery is also forcing a complete rethink about the mechanisms of global planetary change. What does the drastic turn of events on Mars mean for Earth's climate system? Could life have thrived on Mars very recently, and might it survive today in short-term hibernation? Will humans soon be capable of living off the natural resources that Martian hydrogeology has naturally offered us? Will humans one day be capable of setting off the same chain of events that nature has repeatedly triggered to set off warm, wet episodes on Mars? How could Mars be terraformed into a New World? (And should we even contemplate doing so?) This book offers a visually beautiful, scientifically detailed and accurate presentation of the evidence that has forced this new revolution in Mars science. From the reviews: "Long believed to have been cold, dead and dry for eons, there is now striking new proof that not only was Mars a relatively warm and wet place in geologically recent times, but that even today there are vast reserves of water frozen beneath the planeta (TM)s surface. In this absorbing, beautifully illustrated book, Kargel describes the still-unfolding revolution in our knowledge about the Red Planet and how future concepts of Mars will continue to be molded by new revelations of four billion years of geology." (LUNAR AND PLANETARY INFORMATION BULLETIN) From the reviews: " This exhaustive, effusive, and enthusiastic book conveys the excitement of frontline scientific research about as well as can be done. Kargel describes himself as a member of the "Tucson Mafia," a group of scientists in full rebellion against the "Mars Establishment" and its belief in a cold, dry Mars. His ideas are presented in meticulous detail, supported by hundreds of superb pictures, many taken by the author himself. Some--perhaps most--of his ideas are controversial and may ultimately prove to be wrong, as he himself often points out, but we have to applaud the (sometimes career-risking) courage with which he has pursued them. In spite of the large amount of rather technical information, the reader is swept along by the author's enthusiasm in conveying it and ability to integrate it into a coherent vision. The reader also learns about the process of science: the thrill of having a new idea and discussing it with others at conferences and cafes (and bars), the drudgery often involved in pursuing the idea, the perils of the formal review process for publications and grant applications, and the roles played by personality conflicts and power politics. Summing Up: Enthusiastically recommended. All levels. " (T. Barker, CHOICE, March 2005)

探索宇宙的边疆:深空航行与地外生命搜寻 本书是一部详尽而引人入胜的著作,专注于人类最宏伟的梦想之一:离开地球,探索浩瀚的宇宙,并寻找地外生命的蛛丝马迹。它不是关于特定行星的详细气候研究,而是将视野投向更广阔的领域——深空任务的工程挑战、星际旅行的理论基础,以及我们如何设计和执行搜寻其他智慧或微生物生命的任务。 本书的核心在于对星际探索的系统性考察,从理论框架到实际操作层面,为读者构建了一幅完整的未来太空探索蓝图。 第一部分:深空航行的物理学与工程挑战 本部分深入剖析了实现人类或探测器抵达太阳系边缘乃至更远恒星系统的基础科学和技术障碍。 1. 推进系统的革命:超越化学火箭 传统的化学推进剂在面对跨越天文单位的距离时显得力不从心。本书首先回顾了现有技术的局限性,随后重点探讨了下一代推进技术。这包括: 核热火箭(NTR)与核电火箭(NEP): 详细分析了利用核裂变反应堆提供高效能推力的原理、安全考量以及在长期任务中对功率需求的满足能力。讨论了其在缩短前往木星、土星乃至天王星所需时间方面的巨大潜力。 先进等离子体推进器(VASIMR 等): 阐述了如何通过射频波加热电离气体产生高速喷流,实现更高的比冲(Specific Impulse)。书中不仅有其工作原理的详述,还包含了实际地面测试的结果分析和未来太空部署的路线图。 光帆与激光推进: 探讨了利用太阳光子压力或地面/轨道基地的强大激光阵列推动轻型探测器的概念。重点分析了突破光压极限所需的材料科学进展,以及如何利用光帆技术实现对奥尔特云天体的快速探测。 2. 长期任务的生命支持与辐射防护 远征火星或更远的任务,对宇航员的生理和心理构成了前所未有的考验。本书用大量篇幅讨论了闭环生命支持系统(CELSS)的设计。 再生生态系统: 详细介绍了如何构建一个能够回收水、氧气和营养物质的最小化生态系统。书中包含了对藻类生物反应器、微生物水净化单元的实际操作数据分析,以及如何实现氮循环的复杂性。 辐射防护的策略: 鉴于银河宇宙射线(GCRs)对DNA和中枢神经系统的长期损害,本书对比了不同屏蔽材料(如水、聚乙烯、甚至局部磁场偏转)的有效性。讨论了主动屏蔽技术——例如,利用强大的超导磁体偏转带电粒子流——的工程可行性和能耗问题。 微重力下的生理学对策: 不仅仅是锻炼,本书还涉及了骨密度流失、肌肉萎缩、心血管系统适应性变化等问题的深层研究,并提出了在长期失重环境下维持宇航员健康状态的综合性对策。 第二部分:太阳系内的“宜居带”之外的搜寻 本书将研究目标从传统的“类地行星”扩展到了那些在传统概念下不被认为是宜居的但可能存在液态水的极端环境。 1. 木卫二(欧罗巴)与土卫二(恩克拉多斯)的冰下海洋探索 这两颗冰卫星是当前太阳系内寻找生命迹象的焦点。本书详细描绘了未来任务的设计蓝图: 穿冰钻探技术: 探讨了核动力融化钻头、机器人辅助钻探以及使用化学溶剂辅助穿透厚厚冰层的技术方案。分析了在冰下环境中,保持探测器清洁和生物隔离的极端要求。 深海热液喷口探测: 假设生命存在于冰层下的海底热液喷口附近,本书阐述了需要能够承受高压、高盐度和高酸性环境的自主水下航行器(AUV)的设计要求,以及如何部署微型化学传感器阵列来识别生物标志物。 2. 土星的奇特卫星:泰坦与惠普尔环 泰坦作为唯一拥有稠密大气层的卫星,其表面存在甲烷和乙烷构成的湖泊,提出了对“非水基生命”的思考。 表面湖泊潜航器: 介绍了一类专门为低温液态烃环境设计的探测器概念,它们必须使用极低温度的电子元件,并能够应对甲烷的化学腐蚀性。 大气层浮空器: 讨论了如何利用泰坦的大气密度优势,使用无需复杂推进系统的浮空器进行长达数年的气象和化学分析。 3. 搜寻地外微生物群落的“生物签名” 本书的后半部分着重于我们如何识别生命,即使它与地球上的生命形式截然不同。 先进光谱学与质谱分析: 详细解析了下一代飞行光谱仪(如拉曼和荧光光谱仪)如何被调优,以区分非生物有机物(如非手性氨基酸)和生物合成的、具有特定手性的复杂分子结构。 非经典生物标志物: 探讨了寻找“代谢活动”迹象,例如特定气体(如磷化氢、甲烷与氧气的强烈不平衡共存)或特定同位素分馏模式的测量方法。 第三部分:系外行星的远距离生命探测 本书的视野超越了太阳系,进入了寻找遥远恒星周围生命的领域。 1. 詹姆斯·韦伯望远镜之后的下一代巨型望远镜 本书分析了地面和空间基地的超大口径望远镜阵列(如ELTs和LUVOIR/HabEx概念)的设计目标。核心挑战是如何直接成像系外行星,并从其大气层中过滤掉母星的强光。 星光阻断器(星冕仪)的演进: 深入解释了外部部署的星光阻断器(Occulter)技术与内部星冕仪技术之间的权衡,特别是如何实现对数千分之一亮度目标的稳定遮挡。 行星大气层“指纹”分析: 重点阐述了如何通过高分辨率透射光谱来探测水蒸气、臭氧,以及对生命至关重要的非平衡气体组合。 2. SETI的现代演进:从电磁波到激光脉冲 本书超越了传统的“监听”模式,探讨了现代对智能信号的搜寻策略。 全天空快速扫描: 介绍了利用射电望远镜阵列并行处理海量数据流的技术,以期捕捉到短暂的、高强度的窄带信号。 激光通信的搜寻: 讨论了搜寻系外文明可能使用的高能激光脉冲的理论基础,并分析了为什么激光信号在能量效率上可能优于低功率射电信号。 通过对这些跨学科主题的全面覆盖,本书为任何对深空任务、极端环境生物学以及人类在宇宙中定位的终极问题感兴趣的读者,提供了一份深度和广度兼备的权威参考。它描绘的不是已知的成果,而是通往未知的、需要跨越的障碍和待解的科学难题。

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