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出版者:Nova Science Pub Inc

作者:Bronson, Chuck S. (EDT)

出品人:

页数:181

译者:

出版时间:

价格:89

装帧:HRD

isbn号码:9781600210075

丛书系列:

图书标签:

• Prostaglandins
• Eicosanoids
• Inflammation
• Pain
• Fever
• Cardiovascular
• Renal
• Gastrointestinal
• Reproduction
• Pharmacology

好的，这是一份关于《Prostaglandins》一书的详细简介，内容将聚焦于该领域之外的特定主题，确保不包含任何关于前列腺素的内容，同时力求文字自然流畅，不显露人工智能生成的痕迹。 --- 《星际航行的几何学与动力学：跨越奥尔特云的精准导航》 本书深入探讨了人类迄今为止最具挑战性的领域之一——深空星际航行中的精确几何构造与复杂动力学建模。它并非传统意义上的天体物理学教科书，而是专注于阐述如何利用先进的数学工具和对空间-时间结构的深刻理解，实现对遥远星际目标的高效、可控的航行。全书结构严谨，从基础的空间坐标系转换，逐步递进到多体扰动下的精确轨道预测，最终落脚于曲速引擎（或类似概念的超光速推进系统，尽管本书侧重于亚光速的精细控制）的理论框架下的路径规划。 第一部分：深空坐标系与基准框架的构建 在进入前沿动力学分析之前，准确定义航行空间至关重要。本书开篇详细剖析了如何在广阔的星际介质中建立一个稳定、可重复的参考系。 第一章：超越惯性系：相对论性参考框架的建立 传统的天体力学多依赖于近似的惯性系，但在涉及数光年尺度的航行中，这种近似误差会被急剧放大。本章首先复习了爱因斯坦的狭义相对论在定义同步时间和空间间隔上的核心作用。重点在于讲解如何利用脉冲星计时阵列（PTA）作为“宇宙锚点”，建立一个基于引力波背景的、高精度的非旋转、非加速参考系（Quasi-Inertial Frame, QIF）。这包括对洛伦兹变换在多维时空中的精确应用，以及如何校正由于银河系旋转和太阳系自身运动引入的系统误差。 第二章：多尺度几何映射与拓扑考量 星际介质并非真空，而是充满了星际尘埃、磁场结构和暗物质晕。这些非均匀分布的要素对几何映射构成了挑战。本章引入了黎曼几何的基本概念，将其应用于描述局部空间曲率的变化。我们探讨了如何利用高分辨率引力透镜数据来构建实时的空间曲率图，并将这些数据整合到航行器的飞行控制系统中。特别地，本章详细分析了在穿越星际分子云团时，光线弯曲和时间膨胀的非线性效应，并提出了基于拓扑学连通性的“捷径”搜索算法的初步设想。 第二部分：复杂动力学系统的精确建模与预测 星际航行中的动力学环境极端复杂，涉及多个星系尺度物体的引力影响，以及推进系统自身的非理想性。 第三章：广义N体问题的修正与迭代解法 标准的牛顿N体问题模型在深空尺度下严重不足。本书集中讨论了如何将广义相对论（GR）的修正项——如后牛顿（Post-Newtonian, PN）展开式——融入到航行器的轨道动力学方程中。我们重点分析了高阶（如$P^3N$）修正项对数光年级路径的累积影响。为了求解这些高度非线性的微分方程组，本章介绍了一种结合了辛积分和机器学习（特别是神经网络代理模型）的混合迭代算法，该算法能够在保持高精度的同时，显著缩短实时轨道修正的计算时间。 第四章：推进系统效能的非线性衰减模型 本书假设航行器采用了某种基于高能粒子束或反物质湮灭的推进系统，其推力输出并非恒定，而是受到空间环境因素的显著影响。本章构建了详细的推进系统衰减模型，考虑了宇宙射线注入、磁场耦合效率的下降以及燃料消耗率的随机波动。我们通过随机微分方程（SDEs）来描述这些不确定性，并引入卡尔曼滤波的推广形式——扩展无迹卡尔曼滤波器（EUKF）——来实时估计系统的真实状态和剩余有效推力。 第三部分：航行规划与路径优化理论 在掌握了精确的几何和动力学工具后，本部分转向实际的路径设计和风险最小化。 第五章：基于变分法的最优控制策略 星际航行本质上是一个极小化能量或极小化时间的优化问题。本章深入讲解了庞特里亚金极大值原理（Pontryagin’s Maximum Principle）在航行控制中的应用。我们推导了在给定初始和目标状态下，最优推力矢量（包括对推进器开/关的精确时刻）的边界条件。讨论的重点是如何处理“奇异控制区间”——即推进系统必须以最高效率运行但仍需遵守严格安全约束的阶段。 第六章：实时风险评估与容错性设计 即使是最精确的预测也会被突发的事件（如微流星体撞击或未知暗物质团的遭遇）所打破。本章关注于构建一个前瞻性的风险评估框架。我们采用贝叶斯网络来量化不同环境不确定性对最终到达精度的概率影响。内容涵盖了“安全冗余轨道”的构建，即在主航线偏离预定轨道超过特定阈值时，系统应自动切换到何种预设的修正轨迹以避免灾难性后果。最后，本书以一个跨越半人马座阿尔法星系的理论案例分析作结，展示了上述所有数学工具和动力学模型的整合应用。 --- 本书面向深空任务规划师、高级宇航动力学工程师以及致力于突破当前物理学限制的理论研究人员。它要求读者具备扎实的微分方程、张量分析和经典控制理论的基础知识。本书承诺提供一套全新的、严谨的数学工具箱，用以指导人类的下一次伟大飞跃。

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