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出版者:化学工业

作者:李季//许艇

出品人:

页数:307

译者:

出版时间:2008-7

价格:39.80元

装帧:

isbn号码:9787122024503

丛书系列:

图书标签:

• 生态工程
• 生态学
• 环境工程
• 水土保持
• 植被恢复
• 土地整治
• 生态建设
• 环境修复
• 可持续发展
• 生态系统

书籍名称：深空探索与行星际工程 内容简介： 本书是一部全面、深入探讨人类如何迈向深空，并实现行星际尺度的工程壮举的专业著作。它不仅仅是对现有航天技术的简单罗列，而是构建了一个宏大的、跨越数百年尺度的未来愿景，并为其提供了详尽的技术路线图和工程学基础。 本书的出发点是，地球的资源和生存空间终将面临极限，人类文明的长期延续必须依赖于对太阳系乃至更远星际空间的有效利用和殖民。因此，全书的叙事线索紧密围绕“如何将地球的工程能力扩展到行星际尺度”这一核心命题展开。 第一部分：行星际动力学与轨道工程的革新 本部分首先回顾了牛顿力学在经典航天任务中的应用，随后笔锋一转，深入剖析了实现大规模深空运输所必须突破的动力学瓶颈。 核热火箭（NTR）与聚变推进系统： 对比分析了当前处于研发阶段的核热推进技术与更具革命性的核聚变脉冲推进（如“猎户座计划”的现代升级版）。详细阐述了实现高比冲、高推重比的推进系统在材料科学、反应堆安全性和热管理方面所面临的严峻挑战。书中包含了对先进磁约束和惯性约束聚变技术在航天场景下可行性的深度建模。 引力助推与低能耗转移轨道（LETs）： 详细介绍了如何利用拉格朗日点（L点）的稳定性，设计出极其节省燃料的转移轨道，实现对火星、小行星带乃至木卫系的经济化运输。书中提供了大量关于“星际航线规划”的案例研究，强调了时间成本与燃料成本之间的权衡艺术。 光帆与磁帆技术： 探讨了非化学推进的极限应用。对于光帆，书中不仅讨论了大型、超薄材料的制造与展开技术，更深入分析了如何建造足够强大的轨道级激光阵列（光束驱动器）以实现对无人探测器的大规模加速，从而将旅行时间缩短至数年级别。 第二部分：行星与卫星环境改造与资源利用（In-Situ Resource Utilization, ISRU） 深空任务的成本与风险，关键在于能否实现“就地取材”。本部分是全书工程实践的核心。 月球基地的自持性： 详尽阐述了月壤（Regolith）的提取、加工与冶金过程。重点介绍了利用月球两极的水冰制备火箭燃料（液氧/液氢）的工艺流程，并探讨了如何将月壤中的硅、铝、铁等元素转化为建筑结构材料（如3D打印混凝土替代品）。书中对月球熔岩管的勘探、稳定化及其作为天然辐射屏蔽结构的利用方案进行了详细的工程分析。 火星大气与水资源的捕获： 详细分析了萨巴蒂埃反应器（Sabatier Reactor）在火星大气中制取甲烷燃料和水的过程，并结合火星地下冰层的探测数据，评估了不同地点的资源富集度和提取难度。书中还涉及了对火星大气进行初步的“地球化改造”（Terraforming）的长期设想，包括释放潜在温室气体、利用轨道反射镜增加地表温度等宏大工程的初步概念设计。 小行星带采矿学： 本章是本书最具前瞻性的部分之一。它不再停留在理论层面，而是给出了对不同类型小行星（C型、S型、M型）的资源构成预测，并设计了多套无人化、自动化采矿方案，包括捕捉小型近地小行星进行轨道转移，以及在主带内通过引力牵引或激光烧蚀进行资源开采和精炼的工程方案。书中强调了在微重力环境下处理数千吨物质所需的新型固体制动和物料搬运技术。 第三部分：星际生命保障与人居环境工程 将人类送入深空只是第一步，维持生命并保证其繁衍才是终极挑战。 闭环生命支持系统（CELSS）的极限： 深入探讨了如何构建一个近乎完全封闭的生态系统，实现水、空气、营养物质的零损失循环。这包括对微生物群落的精确控制、高级光合作用效率优化，以及对废物进行完全生物降解和资源回收的技术。书中详细对比了基于藻类、细菌和高等植物在不同重力环境下对氧气和食物生产的贡献率。 辐射防护工程： 这是深空任务的“死穴”。本书系统分析了太阳质子事件（SPE）和银河宇宙射线（GCR）的辐射谱，并提出了一套多层次的防护策略。除了经典的储水层屏蔽外，书中重点推介了利用强磁场偏转带电粒子（主动屏蔽）的工程实现路径，并探讨了将飞船核心生活区置于燃料或采矿物料堆内部的“被动-动态耦合”防护设计。 人工重力解决方案： 为对抗长期失重对人体骨骼、心血管和神经系统的损害，本书详细分析了旋转式栖息地（如圆柱形或环形结构）的设计参数，包括所需的角速度、结构应力分析，以及如何缓解旋转过程中产生的科里奥利效应带来的生理不适。书中提供了多个不同规模的栖息地概念设计图。 第四部分：星际通信与自主决策系统 在数亿公里之外，人类的即时干预变得不可能。 深空网络与量子纠缠通信的潜力： 评估了现有射频通信在远距离上的带宽限制，并对比了激光通信的优势与劣势（如大气穿透问题）。本书对基于量子纠缠的理论性超光速通信进行了审慎的工程学探讨，明确指出其在信息传输方面的现有瓶颈。 高可靠性自主导航与AI控制： 阐述了火星或小行星带基地需要具备高度的自主性来应对突发事件。书中详细介绍了“分布式任务控制系统”（DMCS）的设计架构，该系统允许AI在接收到地球指令前自主完成故障诊断、资源调度和轨道修正。 总结与展望： 《深空探索与行星际工程》旨在为下一代空间工程师、物理学家和规划者提供一份实用的蓝图。它拒绝空泛的科幻想象，专注于当前技术瓶颈的攻克和工程可行性的论证，是理解人类如何从“行星文明”跃升为“星际物种”的必读之作。本书的论证逻辑严密，技术细节详实，是连接当前工程学与未来星际拓荒之间不可或缺的桥梁。

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我向来对那些试图用宏大理论一统天下的书籍感到不屑，但这本书的独特之处恰恰在于它的“去中心化”叙事。它几乎没有建立一个单一的、凌驾于一切之上的理论框架，而是通过大量、详实、来自全球不同角落的案例的“拼贴”与“对比”，让读者自行领悟生态系统的普遍规律和地方特殊性。例如，在讨论水资源管理时，作者并列介绍了以色列的滴灌技术与巴西热带雨林区域的传统雨水收集方法，两者看似南辕北辙，却都在各自的限制条件下实现了资源利用的最优化，这种对比分析的力量是巨大的。阅读时，我时常需要停下来，反复琢磨书中图表展示的反馈回路，那些看似简单的箭头和文字，却蕴含着自然界运行的复杂逻辑。这本书非常考验读者的专注力，它要求你不仅要理解“是什么”，更要思考“为什么会这样”以及“如果改变X，系统Y会如何反应”。它不是一本快速消费品，而是一本需要反复翻阅、在不同人生阶段会有不同感悟的案头参考书。

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这本书的语言风格非常具有感染力，它散发着一种冷静的激情。我很少在学术著作中读到如此富有画面感的描述。作者对自然过程的描绘，仿佛用高清镜头记录下的慢动作回放，每一个细节都被捕捉得恰到好处。我尤其欣赏作者在行文中流露出的那种对“意外”和“冗余”在生态系统中的重要性的深刻理解。在一个人造系统中，我们追求效率和单一目标，但在自然界，看似低效的冗余（比如多种物种承担相似的功能）恰恰是系统抵御突发冲击的缓冲垫。书中对“生态阈值”的论述尤为精彩，它用一系列震撼人心的历史事件（如湖泊富营养化的爆发点、森林火灾的临界点）来提醒我们，跨越某些界限后，系统的恢复成本将呈指数级增长。这本书的魅力在于，它用无可辩驳的事实和逻辑，构建起了一个令人信服的论点：尊重自然规律，不是一种道德选择，而是确保人类社会长期生存的理性基石。读完后，我立刻开始审视我居住的城市景观，试图去识别那些被忽略的、但正在默默发挥作用的微型生态链接。

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老实说，我拿到这本书时，内心是有些抗拒的，毕竟“工程”这个词听起来就带着一股机械的、人工干预的味道，我担心这会是一本充满技术术语和冰冷公式的读物。然而，事实证明我的顾虑是多余的。这本书的叙事方式非常高明，它巧妙地将人类干预的实践与长期的生态反馈机制结合起来，探讨的并非如何“征服”自然，而是如何“顺应”自然规律去设计更可持续的系统。书中对湿地恢复项目的历史梳理尤其精彩，它没有回避早期工程的失败教训，反而将这些失败视为宝贵的学习机会，展示了生态系统对简单化解决方案的强大反作用力。作者的论述非常克制和审慎，总是强调“尺度”和“时间”这两个关键变量。阅读过程中，我仿佛跟随着作者进行了一次次的田野考察，从河流改道对洄游鱼类的影响，到退化农田的自然再生路径，每一步决策背后的生态学考量都被剖析得淋漓尽致。这本书提供了一种全新的视角，让我们思考人与环境的关系，不再是二元对立，而是一种复杂的、动态的、需要持续学习和调整的伙伴关系。它成功地将硬科学的严谨性与哲学层面的反思融为一炉。

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这本书简直让人醍醐灌顶，读完之后，我感觉自己对我们赖以生存的这个蓝色星球的理解上升到了一个新的维度。它并非那种枯燥的教科书，而是像一位经验老到的博物学家在林间小径上，循循善诱地向你展示自然界的精妙运作。作者的笔触充满了对生命的敬畏，无论是描绘亚马逊雨林中复杂到令人咋舌的共生关系，还是分析珊瑚礁生态系统中微妙的化学信号传递，都展现出极高的专业素养和细腻的观察力。尤其让我印象深刻的是关于土壤微生物群落那几章，它将原本抽象的生物化学过程，通过生动的比喻和清晰的逻辑结构，描绘成一场地下世界的宏大交响乐。书中的案例研究更是引人入胜，从北美大草原的火灾生态学，到东非大裂谷的物种隔离与适应，每一个故事都紧密地与核心的生态学原理相联系，让人在了解知识的同时，也被那些顽强的生命力所深深打动。这本书的排版和插图设计也极为出色，那些精美的全彩照片和手绘图，极大地增强了阅读体验，使得即便是复杂的生态模型也能一目了然。对于任何一个渴望深入了解地球生命系统如何维系自身平衡的有心人来说，这无疑是一部值得珍藏的经典之作。

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这本书的阅读体验，对我而言，更像是一场跨越地理和时间尺度的深度对话。它的结构安排极具匠心，每一章节都像是一块精心打磨的宝石，独立成章却又彼此呼应，共同构建出一个宏伟的知识体系。我特别喜欢作者在探讨生物多样性丧失时所采取的叙事手法，不是空洞的呼吁，而是通过追踪几个关键物种的命运轨迹——比如某种特定昆虫的消失如何连锁影响了整个植物群落的繁殖——来展现微小变化背后的巨大系统风险。文字的密度很高，但行文流畅，很少有让人感到晦涩难懂的地方，这归功于作者高超的“翻译”能力，能将晦涩的科学概念转化为普通人可以理解的故事。最让我感到振奋的是，书中并未沉溺于问题的严重性，而是花费了大量的篇幅去介绍那些已经被实践证明是有效的、与自然合作的解决方案，这给予了读者一种积极的行动指南，而不是徒增焦虑。这本书的价值，在于它不仅拓宽了我们的知识边界，更重要的是，它重塑了我们看待“进步”和“发展”的标准。

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