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出版者:东南大学出版社

作者:李桂安

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:1999-12

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787810505789

丛书系列:

图书标签:

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探索宇宙深空的奥秘：《星际航行与宇宙工程学》 图书简介 本书并非关于电学基础或电子元件操作的实用手册，而是将读者的视野从地面实验室提升至浩瀚的星际空间，深入探讨人类探索宇宙所必需的理论基础、工程挑战与前沿技术。《星际航行与宇宙工程学》是一部面向未来太空探索者、航天工程师以及所有对深空奥秘心驰神往的读者的深度专著。它摒弃了对基础电路原理的冗余叙述，专注于构建支撑星际旅行的宏大蓝图。 本书的撰写基于对当前航天技术瓶颈的深刻洞察，旨在提供一套系统化的知识框架，用以理解和解决跨越光年尺度的工程难题。全书内容围绕三大核心支柱构建：先进推进系统理论、星际环境适应性设计与地外生存系统的可持续性。 --- 第一部分：超越化学火箭——先进推进系统理论 本部分彻底超越了传统依赖化学燃料的亚轨道发射概念，聚焦于实现高效、远距离星际航行的尖端推进技术。 第一章：相对论效应与时空扭曲的工程考量 本章深入探讨了爱因斯坦的狭义与广义相对论如何直接影响星际航行的时间预算和能量需求。我们详细分析了“时间膨胀”效应对于长期任务的规划意义，并引入了理论性的“曲速驱动”（Alcubierre Drive）模型的数学框架。这并非科幻臆想，而是基于对时空几何操纵的严肃物理学探讨。书中包含了计算在极高速度下，航行器外部空间因引力透镜效应而产生的观测畸变，并提出了减轻航道校正误差的几何导航方法。 第二章：聚变能驱动：迈向恒星际的动力核心 本书认为，实现真正的星际航行，必须依赖于远超核裂变的能量密度。聚变能驱动是本章的重点。我们详述了磁约束聚变（如托卡马克和仿星器原理）在航天应用中的最新进展，特别是如何将反应堆小型化、轻量化以适应航天器的尺寸限制。章节详细对比了氘-氚（D-T）聚变与理论上更清洁、能量转化率更高的氦-3（He-3）聚变在月球和地外资源开采中的可行性。我们用大量篇幅阐述了等离子体喷流的流体力学建模，以及如何通过磁喷嘴实现高比冲（Specific Impulse）的推力输出。 第三章：反物质推进：终极能量密度的挑战 在所有推进方式中，反物质湮灭提供了理论上最高的能量释放效率。本章着重探讨了大规模制造、储存和安全导引反物质射流所面临的极端工程障碍。我们分析了电磁陷阱（Penning Trap）在储存抗子和正电子时的稳定性极限，以及当湮灭事件发生时，如何设计有效的辐射屏蔽层以保护船员和敏感设备，同时确保动量能被最大化地转化为推进力。 --- 第二部分：星际环境的严酷考验与适应性设计 星际空间并非真空的寂静之地，充斥着高能粒子、微流星体以及极端温差。本部分专注于设计能够长期承受这些恶劣条件的航天器结构与材料。 第四章：高能粒子辐射防护与生物屏蔽 远离地球磁场的保护，宇宙射线（GCRs）和太阳高能粒子（SEPs）对深空任务的威胁是致命的。本章系统性地分析了不同辐射源的能谱分布。我们详细评估了被动屏蔽材料（如富含氢的聚合物、液态甲烷等）的质量/效率比，并着重介绍了主动电磁屏蔽技术——利用强大的磁场偏转带电粒子流的复杂设计原理和能量消耗模型。此外，书中还探讨了如何通过优化任务轨迹，利用行星或恒星的引力场进行“天然屏蔽”。 第五章：微流星体撞击防护与自修复结构 在星际介质中，即便是尘埃颗粒也具有极高的相对速度，对航天器外壳构成严重侵蚀。本章详细介绍了惠普尔盾（Whipple Shield）的多层结构设计优化，重点分析了冲击波的能量耗散机制。更进一步，我们探讨了智能材料与自修复复合材料在蒙皮结构中的应用，即利用内嵌的微胶囊或形状记忆合金，在结构受损后自动填充或重构材料性能，以维持长期气密性和结构完整性。 第六章：极端温控与热管理系统 深空任务面临的挑战是热能的极端失衡：面向恒星的一面可能需要承受数百度的高温，而背阴面则面临接近绝对零度的极寒。本章细致解析了多层隔热材料（MLI）的优化设计，以及热泵与热辐射器阵列在维持舱内稳定温度中的作用。我们介绍了使用液态金属回路进行高效热量转移的技术，以及在无对流环境下的辐射冷却效率计算方法。 --- 第三部分：地外生存系统的可持续性与闭环生态 星际任务的成功取决于是否能摆脱对地球补给的依赖。本书的最后一部分聚焦于构建一个完全自给自足的“人造生物圈”。 第七章：再生式生命支持系统（RLSS）的生态平衡 本书详细剖析了从早期开环系统到现代闭环系统的演变。核心内容在于空气、水和食物的完全回收与再生。我们深入研究了藻类生物反应器在二氧化碳转化为氧气和生物质方面的效率优化，以及通过多级膜过滤、蒸馏和催化氧化技术实现水循环的纯度控制。关键在于实现微生物群落的稳定性和抗污染能力。 第八章：地外资源原位利用（ISRU）的工业化路径 前往其他星系意味着必须利用当地资源。本章聚焦于如何利用小行星、彗星或行星卫星上的元素。我们详细论述了电解技术从月壤（Regolith）中提取氧气和金属的工艺流程，以及如何利用太阳能或小型聚变反应堆驱动的化学合成厂，现场制造火箭燃料、建筑材料甚至基础化学品。书中包含了对不同天体地质成分的资源普查模型，指导着未来勘探任务的选址。 第九章：人工重力生成与长期载人任务的生理适应 长时间的失重环境对人体骨骼、心血管和神经系统造成不可逆的损害。本章探讨了两种主要的实现人工重力的方案：一是旋转栖息地设计，包括对结构稳定性、角动量守恒的计算，以及如何通过细微的推力调整来抵抗科里奥利效应带来的不适感；二是研究局部重力模拟技术，例如利用高强度磁场或生物反馈技术来最小化肌肉萎缩。 --- 《星际航行与宇宙工程学》以严谨的物理学和工程设计为基石，全面覆盖了人类进入深空所需解决的最核心技术壁垒，是每一位有志于拓展人类生存疆域的思考者不可或缺的参考书。

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我对这本书的排版和编辑质量感到非常失望。首先，装帧过于粗糙，纸张泛着廉价的光泽，嗅起来有股刺鼻的油墨味，这让人很难长时间沉浸其中进行深度阅读。其次，内容的组织逻辑混乱不堪，章节之间的衔接显得非常生硬，仿佛是把不同作者在不同时期写下的讲义硬生生地拼凑在了一起。比如，上一章还在讲直流电路的基础，下一章突然就跳跃到了高频信号的传输线理论，中间缺失了交流稳态分析、RLC电路瞬态响应等关键的过渡知识点，导致我阅读时需要不断地翻阅前后章节，试图在知识的碎片中寻找联系。更不用提书中那些令人啼笑皆非的错误了。我在尝试验证书中给出的一个简单的电阻分压器计算公式时，发现其最终结果与基础定律推导出来的数值完全相悖，这无疑严重打击了一个初学者的信心。一本技术类书籍，如果连基础的计算都存在疏漏，那么它在可信度上就彻底破产了。我花费大量时间去分辨哪些是正确的，哪些是谬误，这本身就违背了学习的初衷。

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说实话，我买这本书的初衷，是想找一本能真正指导我搭建一些小型电子项目、提升动手能力的指南。然而，这本书给我的感觉，更像是一份厚厚的、充满着专业术语的词典，而不是一本实用的操作手册。它在理论部分的铺陈上可谓是不遗余力，从麦克斯韦方程组的推导，到各种滤波电路的数学模型分析，无不详尽至极，但这对于一个仅仅想知道如何点亮一个LED灯，或者用555定时器制作一个闪烁电路的爱好者来说，未免太过沉重和跑偏了。我花了整整一个下午试图理解其中关于阻抗匹配的那一章，书中用了大量篇幅去论证为什么需要匹配，但最后提供的解决方案却是一个需要精密仪器才能实现的复杂网络。真正有价值的、那种“一招鲜吃遍天”的经验法则或者快速调试技巧，在这本书里是完全找不到的。如果我需要一本高深的电磁场理论参考书，我大可以去选择那些更专业的著作，但这本宣称面向“初步”读者的书，却让我感觉自己像个误闯高级学术研讨会的门外汉。书中的案例分析也极其理想化，完全脱离了实际元件的容差、电源噪声以及环境干扰等真实世界中必然存在的问题，让人觉得所有的设计都只能在真空实验室里才能成功。

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这本号称“深入浅出”的教材，我抱着极大的期待翻开它，然而，现实却给我泼了一盆冷水。书中的叙述方式实在令人摸不着头脑，仿佛作者在跟一个已经完全掌握了基础知识的专家对话，每一个概念的引入都跳跃得太快，根本没有给初学者留出理解和消化的空间。例如，在介绍半导体二极管的特性时，它直接抛出了PN结的势垒高度和反向饱和电流的复杂公式，却完全没有解释这些物理现象背后的直观图像。我反复查阅了其他更为基础的入门读物，才勉强拼凑出一点概念轮廓。更糟糕的是，书中大量的图示质量低下，线条模糊不清，很多关键的连接点和元件标识根本无法辨认，这对于需要依赖视觉辅助来理解复杂电路的读者来说，无疑是雪上加霜。我尤其想知道，那些讲解晶体管工作原理的章节，是不是直接复制粘贴了某篇上世纪的论文摘要，那种陈旧的叙述方式，完全无法与现代电子技术的发展接轨，读起来如同在啃一块化石，根本没有感受到任何实践的乐趣和前沿的脉动。我期待的是一本能够引导我动手实践的书，而不是一本只能用来压书架的理论堆砌品。这本书对实践层面的指导几乎为零，连一个最简单的面包板实验步骤都没有详细说明，简直辜负了书名中“实践”二字。

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让我谈谈这本书在语言风格上的问题。它给我的感觉是极其的晦涩和刻板，充满了教条主义的色彩。作者似乎热衷于使用那些拗口的、生僻的专业词汇来包装简单的概念，而不是用清晰、日常的语言进行解释。比如，描述一个开关动作时，书中会用上“瞬时状态切换导致的拓扑结构重构”这样的表达，我得停下来反复咀嚼，才能明白它其实只是想说“电路通了或者断了”。这种故作高深的写作方式，极大地增加了阅读的认知负荷，让学习过程充满了挫败感。此外，全书缺乏任何与读者互动的尝试，没有设置思考题、没有引导性的提问，更别提那些能激发好奇心的“你知道吗”的小知识点拓展。它更像是一份官方文件，要求读者被动地接收信息，而不是鼓励读者主动探索和质疑。我希望看到的是一本能够激发我“动手试试看”的冲动，而不是一本让人只想合上书本，去网上搜索更易懂的视频教程的参考书。这本书的阅读体验，可以说是枯燥乏味到了极点。

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这本书的视角似乎停留在上个世纪八十年代的电子技术水平上，对于现代电子技术中的热点和趋势，几乎是只字不提。当我翻阅到关于集成电路的部分时，发现它还在津津乐道于分立元件搭建的线性稳压电源，而对开关电源（SMPS）这种如今在消费电子中占据绝对主导地位的技术，介绍得极其简略，仿佛只是一个可有可无的脚注。同样，在谈到微控制器和数字电子时，整本书的论述停留在基础的逻辑门和简单的时序逻辑电路层面，对于嵌入式系统、现场可编程门阵列（FPGA）或者更进一步的物联网基础概念，完全是空白。对于一个希望跟上时代步伐的读者来说，阅读这样一本“老旧”的教材，带来的不是知识的增长，而是一种错位感——仿佛我还在学习一种正在被淘汰的技术。如果目标读者是希望接触现代电子工程实践的年轻人，那么这本书在内容选材上是严重脱节的，它提供的知识体系，在今天的电子产品设计中，实用价值已经大打折扣了。

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哈哈哈哈，竟然看到这个

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