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出版者:

作者:韩雪屏

出品人:

页数:406

译者:

出版时间:2011-12

价格:48.00元

装帧:

isbn号码:9787549910861

丛书系列:

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• 语文教育学
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《宇宙航行学基础》内容简介 一、 导论：星际探索的时代序章 本书旨在为有志于探索浩瀚宇宙的读者提供一套全面、系统且深入浅出的航行学基础知识体系。在人类文明迈向多行星物种的关键历史节点，掌握必要的航天理论与实践技能已成为新时代的硬通货。《宇宙航行学基础》并非着眼于科幻的奇思妙想，而是立足于当前和近未来可实现的物理学、工程学和数学原理，构建起一座连接地球摇篮与深空彼岸的知识桥梁。 本章首先回顾了人类航天事业的发展脉络，从早期的弹道火箭到如今的轨道力学应用，明确了当前技术瓶颈与理论前沿。重点探讨了“什么是真正的航行？”——它不仅仅是速度的堆砌，更是对引力势能、推进效率、生命支持以及信息传输的综合管理。导论部分为后续所有章节奠定了坚实的理论和哲学基础，强调了安全冗余和可持续性的核心地位。 二、 天体力学与轨道几何 这是所有航天任务的根基。本章深入剖析了开普勒定律的现代诠释，并将其扩展至多体问题（如地球-月球-太阳系统）的简化处理。我们详细阐述了牛顿万有引力定律在实际航行规划中的应用，包括如何精确计算霍曼转移轨道、双椭圆转移轨道以及行星际弹道。 重点内容包括： 二体问题解析解： 如何利用轨道根数（如半长轴、偏心率、倾角、升交点赤经、近拱点幅角和真近点角）来完整描述一个航天器的轨迹。 轨道摄动分析： 太阳辐射压、大气阻力（低地球轨道）以及地球非球形引力场对轨道稳定性的影响。我们将提供实用的摄动模型和修正方法，使读者理解为什么“精确”轨道永远只是一个近似值。 拉格朗日点： L1至L5点的引力平衡条件、稳定性分析及其在深空观测站和中继通信中的战略价值。 三、 推进系统原理与效率优化 航天器要实现位移，必须依赖推进剂的喷射。本章系统梳理了化学推进、电推进和未来概念推进技术。 1. 化学火箭： 详细解析了热力学循环（如分级燃烧循环、燃气发生器循环）如何影响发动机的推重比和比冲。重点讨论了不同推进剂组合（液氧/液氢、煤油、固体复合推进剂）的性能指标、储存要求及安全性考量。本节包含详细的ΔV（速度增量）计算方法，这是任务规划的核心要素。 2. 电推进系统（离子与霍尔推进器）： 阐述了电推的低推力、高比冲特性。我们分析了电场和磁场如何加速工质（如氙气），以及它们在长时间、远距离任务（如深空探测器）中的绝对优势和对轨道机动时间的影响。 3. 新型推进概念概述： 简要介绍核热推进（NTP）和聚变推进的基本物理概念，着重分析它们在突破太阳系壁垒方面所面临的工程挑战。 四、 航天器姿态动力学与控制 航天器的“姿态”决定了其对准目标的方向（如对准地球、对准太阳或对准目标星体）。本章从刚体动力学出发，解释了角动量守恒定律在空间姿态控制中的核心地位。 姿态描述： 深入讲解了欧拉角、四元数（Quaternions）在避免万向节锁死方面的优势，并提供了在三维空间中表示旋转和角速度的方法。 执行器： 详细分析了力矩陀螺（CMG）、反作用轮（Reaction Wheels）、磁力矩器（Magnetorquers）和微型推进器（Thrusters）的工作原理、优缺点及其在不同任务场景下的应用选择。 姿态确定与控制（ADCS）： 介绍了星敏感器、太阳敏感器、地球敏感器和惯性测量单元（IMU）如何提供外部信息，以及PID控制器如何基于这些信息计算所需的控制力矩，实现精确的指向。 五、 轨道机动与交会对接技术 本书最实用的部分之一，专注于如何在太空中“导航”和“会师”。 1. 轨道转移策略： 不仅限于霍曼转移，还包括低能耗的弹性轨道转移（Weak Stability Boundary Transfers）以及利用引力助推（Gravity Assist）的复杂路径设计，例如旅行者号系列的“行星连珠”策略。 2. 会合与近距离飞行（Rendezvous and Proximity Operations）： 这是载人登月和空间站对接的关键技术。本章使用相对运动动力学（如丘 আকারের方程）来描述目标航天器相对于交会航天器的运动。详细解释了主动和被动会合阶段的操作流程、导航传感器（如激光雷达、视觉导航）的融合应用以及故障处理协议。 3. 空间碎片规避与离轨处置： 针对日益严重的近地轨道碎片问题，本章探讨了基于预警的轨道修正技术和航天器退役时的受控离轨或“墓地轨道”转移计算。 六、 通信、遥测与导航（TT&C）基础 远距离的生命线——信息传输。本章聚焦于保障航天器与地面站之间可靠连接的技术。 深空通信的挑战： 阐述了信号衰减（路径损耗）、多普勒频移和噪声的物理根源。介绍了香农-哈特利定理在评估最大信息传输速率中的应用。 天线增益与链路预算： 读者将学会如何根据任务距离、发射功率和接收器灵敏度，精确计算所需的系统性能裕度。 导航技术： 深入分析了深空网络（DSN）使用的VLBI（甚长基线干涉测量）技术，以及在近地轨道中使用的GPS/GNSS辅助导航系统。强调了自主导航在未来星际任务中的不可替代性。 七、 生命支持与辐射防护（针对载人航天） 虽然本书偏重物理和工程，但对于载人任务，环境控制与生命支持系统（ECLSS）至关重要。 闭环生态系统模型： 讨论了如何再生氧气、回收水资源以及处理固废，以最大程度减少对地球补给的依赖。 空间辐射环境： 分析了太阳高能粒子事件（SEP）和银河宇宙射线（GCR）的特性。介绍了被动屏蔽（材料选择，如氢化聚乙烯）和主动屏蔽（磁场偏转）的基本概念及其工程实现难度。 本书的每一章都配有大量的工程实例、实际任务数据和可供验证的数学模型，旨在培养读者从理论到实践的全面工程思维能力，为下一代星际旅行者奠定坚实的知识基础。

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这本书在结构组织上展现出一种宏大叙事的野心，它似乎并不满足于对单一主题的深度挖掘，而是试图构建一个更为广阔的知识谱系。章节之间的逻辑衔接处理得尤为精妙，前一章的收尾往往会自然地抛出一个悬念或提出一个待解的议题，为下一章的开篇埋下伏笔，读起来有一种环环相扣、层层递进的酣畅淋漓感。我尤其欣赏作者在处理跨学科议题时的游刃有余，它能够熟练地从不同领域的视角切入，将原本看似孤立的知识点编织成一张紧密的网。这种结构上的“编织感”意味着读者在跟随作者的思路前行时，需要保持高度的专注力，因为它要求读者不断地在大视野和微观细节之间进行切换和整合。对于那些习惯于线性阅读的人来说，这可能需要一点适应时间，但一旦进入这种思维模式，便会发现其内部蕴含着巨大的系统性洞察力，仿佛作者已经替我们完成了最繁复的知识梳理工作。

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初翻这本书，我的直观感受是其行文风格极为老辣，兼具了深厚的学术功底与一种近乎散文般的叙事张力。作者在阐述复杂的理论框架时，似乎总能找到一个恰到好处的切入点，避开了生硬的术语堆砌。例如，在讨论某个核心概念的演变历史时，作者并没有采用简单的编年史梳理，而是巧妙地引入了历史情境中的典型案例，让抽象的理论“活”了起来，仿佛读者正置身于那个思想交锋的年代，亲眼见证这些观点的诞生与碰撞。文字的力量在于其引导性，这本书的叙述语言便极具引导性，它不是强行灌输，而是像一位经验丰富的向导，温柔而坚定地带领读者穿越迷雾。那些精妙的比喻和恰到好处的反问句，常常在关键节点激发读者的思考，使得阅读过程变成了一场持续的、富有张力的内心对话。这种写作手法，无疑极大地提升了专业书籍的可读性，打破了人们对学术著作“枯燥难懂”的刻板印象。

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我注意到这本书的论证过程非常严谨，每一个论断的提出都建立在扎实的文献基础之上，这使得全书充满了令人信服的力量。作者在引用和评述前人研究时，表现出一种难得的审慎和公正。他不仅详细梳理了主流的观点，更对那些边缘化的、甚至是带有争议性的理论也给予了足够的篇幅进行客观分析，很少出现简单的褒贬或片面的批判。这种“兼听则明”的学术态度，极大地拓宽了读者的视野，使我们能够更全面地理解一个议题的全貌。更令人印象深刻的是，在梳理完既有的理论图景后，作者并未止步于此，而是勇敢地指出了当前研究的局限性，并尝试提出自己的新见解。这种在继承基础上的创新姿态，是真正有价值的学术成果的标志，它不仅是对过去的总结，更是对未来的期许和探索的起点。

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从阅读体验的持续性来看，这本书成功地建立了一种“回味无穷”的阅读效果。读完一个章节后，常常会忍不住合上书本，在脑海中反复咀嚼刚刚接触到的核心观点，并且会自然而然地联想到自己过往的知识储备和实际经验，进行对比和反思。这种内化的过程是判断一本好书的关键标准之一。这本书的魅力不在于它提供了标准答案，而在于它像一把精准的钥匙，开启了我们思考某些问题的新角度。它所提供的理论工具和分析框架，具有相当强的普适性，使得读者可以将书中的原理迁移到其他相关的领域进行检验和应用。合上书本后，世界似乎在某种程度上被重新编码了，原来模糊的概念变得清晰，原本错综复杂的关系变得可循，这是一种真正意义上的知识增益，它带来的影响是持久且富有生命力的，会潜移默化地改变我们看待事物的方式。

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这本书的装帧设计颇为考究，封面采用了一种带着淡淡磨砂质感的深蓝色纸张，中央烫印着简洁而有力的书名，字体选用了一种略带古典韵味的宋体变体，散发出一种沉稳的书卷气。书脊的处理也十分细致，折页处平整有力，即便是初次翻阅，也能感受到纸张本身的韧度和品质。内页的纸张选择了米白色，这种色调在长时间阅读时对眼睛的友好度非常高，减少了强光反射带来的不适。排版上，页边距留得恰到好处，文字的疏密有致使得阅读的节奏感非常流畅，即便是密集的论述，也不会让人感到拥挤和压抑。尤其值得称赞的是，全书的引文和注释都采用了精巧的脚注形式，清晰地标注在页脚，既保证了正文的完整性，又不妨碍读者随时查阅参考资料的出处，这种对阅读体验细节的把控，体现了出版方对严肃学术书籍应有态度的尊重。整体而言，从触感、视觉到阅读的便利性，这本书在物理层面上已经构建了一个非常舒适的知识探索空间，让人迫不及待想要深入内容之中。

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以目前的语文研究来说，这本书可以打四星半。

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课程论（教学论与教学实践的更甚）的研究文章，总是有一团乱麻的感觉

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课程论（教学论与教学实践的更甚）的研究文章，总是有一团乱麻的感觉

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以目前的语文研究来说，这本书可以打四星半。

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醍醐灌顶