Resources of Near-Earth Space (University of Arizona Space Science Series) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Univ of Arizona Pr

作者:John S. Lewis

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1994-04

价格:USD 90.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780816514045

丛书系列:

图书标签:

• Space Resources
• Near-Earth Space
• Asteroid Mining
• Space Exploration
• Space Science
• Planetary Science
• Resource Utilization
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• University of Arizona
• Astronomy

行星科学前沿：探索太阳系及更遥远疆域的奥秘 一部全面、深入、富有洞察力的天体物理学与行星科学综合著作 本书汇集了当前行星科学和天体物理学领域最前沿的研究成果与理论模型，旨在为读者提供一个理解我们太阳系及系外行星系统的多维度、高精度视角。不同于专注于特定小天体或地质过程的专著，本书的视野更为宏大，内容涵盖了从行星形成理论的最新进展到极端环境下物质行为的深入分析，以及对生命起源的跨学科探讨。 第一部分：行星起源与演化动力学 本部分深入探讨了太阳系乃至其他恒星系统中行星系统的形成机制。 1. 星周盘的物理化学过程： 我们详细考察了原行星盘（Protoplanetary Disks）的结构、温度梯度和化学成分分布。利用最新的ALMA（阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列）观测数据，分析了气态和固态物质在盘中迁移的复杂流体力学效应，特别是“冰线”位置对不同类型行星（类地行星与巨行星）形成速率的决定性影响。章节重点讨论了巨行星迁移模型（如Type I和Type II迁移）如何重塑早期太阳系的轨道结构，并解释了目前观测到的柯伊伯带和奥尔特云的分布特征。 2. 物质聚集与行星胚胎的生长： 传统的核心吸积模型（Core Accretion Model）面临着“毫米障碍”的挑战。本书引入了引力不稳定性模型（Gravitational Instability Model）作为对巨行星形成可能路径的补充，并在特定低质量恒星系统中进行了评估。对于类地行星的形成，我们详细分析了微流星体碰撞聚合的动力学过程，讨论了“Grand Tack”假说对火星质量缺失的解释，以及后期重型撞击事件（如月球形成事件）对地球内部结构和地幔演化的影响。 3. 早期行星大气捕获与损失： 考察了不同质量行星如何捕获或损失其原初大气层。通过对系外类木行星（Hot Jupiters）的光谱分析，结合对太阳风与行星磁场相互作用的模拟，我们量化了大气逃逸的速率，并探讨了早期水分子（H2O）和挥发性物质进入类地行星的机制，这直接关系到宜居性的建立。 第二部分：太阳系内天体的精细化研究 本部分聚焦于太阳系内主要天体类型，结合航天器任务（如“卡西尼号”、“朱诺号”以及未来的欧罗巴快船）的数据，进行深入分析。 1. 巨行星内部结构与磁层动力学： 对木星、土星、天王星和海王星的大气层结构进行了详细的气象学分析，特别是对高压下氢和氦相变的理解。着重分析了这些行星异常倾斜和偏心的磁场的产生机制，以及磁层与卫星系统（特别是木卫一的火山活动对木星磁层的反馈）之间的能量交换过程。 2. 冰封卫星的海洋学与生命潜力： 本章是本书的亮点之一，重点分析了木卫二（Europa）、土卫二（Enceladus）和土卫六（Titan）的次表层海洋。我们审视了潮汐加热对维持液态水的能量贡献，并探讨了水岩相互作用（Water-Rock Interaction）在海底热液喷口区域可能发生的化学合成过程，评估了这些环境支持极端微生物生命的可能性。土卫六的大气化学，尤其是甲烷循环和其表面湖泊的“地质学”（或类地质学）特征，被置于一个独特的低温流体动力学框架下进行讨论。 3. 太阳系小天体的分类与组成： 对小行星带、特洛伊群和小行星族进行了系统的分类学回顾。利用光谱反射率数据，将它们与不同类型的陨石（碳质球粒陨石、普通球粒陨石等）进行关联，从而重建了早期太阳系物质的化学梯度。对近地天体（NEAs）的轨道稳定性、撞击风险评估以及资源潜力（如水冰和挥发物）进行了实用的讨论。 第三部分：系外行星的发现、表征与宜居性建模 本部分将视角扩展到太阳系之外，关注系外行星的观测技术、物理参数推断及对生命迹象的搜索。 1. 系外行星的发现技术与偏倚分析： 全面回顾了凌星法（Transit Method）和视向速度法（Radial Velocity Method）的原理和局限性，并引入了直接成像和微引力透镜技术在发现遥远或低质量行星中的作用。对不同观测方法的选择性偏倚进行了深入的数学分析，解释了为何我们目前倾向于发现“热木星”和“超级地球”。 2. 行星大气光谱与化学指纹： 阐述了如何通过次级星食或凌星时的透射光谱来反演系外行星的大气组成。详细分析了关键吸收谱线（如H2O, CO2, CH4）在不同温度和压力下的特征，并讨论了生物信号（Biosignatures，如氧气、臭氧的非平衡态组合）在未来的詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）数据中可能出现的迹象。 3. 宜居性（Habitability）的精细化定义： 传统的“宜居带”（Habitable Zone, HZ）概念被扩展到更复杂的“保守宜居带”和“扩展宜居带”。本书引入了行星地质活动（如板块构造或有效内部热源）对长期气候稳定性的贡献，并探讨了潮汐锁定效应如何影响行星气候的均一性。我们还探讨了恒星活动（如耀斑活动）对行星表面生命存续的潜在威胁。 第四部分：前沿交叉领域：等离子体物理与行星际介质 本书的最后一章将目光投向行星系统运作的“引擎”——恒星风和行星际空间。 1. 恒星风与磁场相互作用： 探讨了太阳风的加速机制、磁场重联过程及其对太阳系内所有天体（包括彗星的尘埃尾和离子尾的形成）的影响。对比了不同类型的恒星（如M型红矮星与G型主序星）的活动性差异，及其对邻近系外行星的“空间天气”环境的塑造。 2. 柯伊伯带与奥尔特云的动力学建模： 结合星际摄动（如路过恒星的影响）和内部相互作用，对太阳系外围冰冻天体的演化历史进行了复杂N体模拟，以期解释冥王星及其伴星的特殊轨道关系，并为探索星际访客（Interstellar Objects）的起源提供了理论基础。 总结： 本书结构严谨，内容覆盖面广，从微观尺度的物质聚合到宏观尺度的行星系统动力学，均提供了基于最新观测和理论物理的深刻见解，是行星科学研究人员、高年级本科生及对深空探索充满热情的读者的必备参考书。它不仅总结了已知的知识，更指明了未来十年行星科学亟待攻克的关键科学问题。

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我个人对这本书的期待是，它能提供一个极具操作性的技术评估框架。我们不只要知道哪里有资源，更要知道如何安全、经济地把它们带回来，或者在太空中直接利用它们。我特别想看到关于在轨制造（In-Situ Resource Utilization, ISRU）的案例研究，比如如何利用小行星上的水冰直接分解成火箭燃料和生命支持物资。如果书中能详细对比不同ISRU技术路线的能量输入需求、设备复杂度和产出效率，并辅以严谨的数学模型进行论证，那这本书的实用价值将是无可替代的。此外，对于长期太空任务中，如何建立一个闭环的生命支持和资源再生系统，这本书是否有深入的见解？毕竟，近地空间不仅是资源的宝库，也是人类走向更深远的太阳系探索的跳板，其后勤和自给自足的能力是关键所在。

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这本书的题目暗示了其侧重于“资源”的“可用性”和“策略性”，这让我对它在政策制定层面的贡献抱有很高的期望。我希望看到的是对未来几十年太空资源开发时间表的现实预测，而不是科幻式的臆想。具体来说，如果能有关于不同资源（水、稀有金属、太阳能）的优先级排序分析，并基于此推导出不同国家或航天机构应采取的技术发展路径，那这本书的战略价值就凸显出来了。同时，关于轨道碎片管理和环境影响的讨论，也绝不能缺失。大规模的太空活动必然会产生新的环境问题，这本书是否能提出前瞻性的、负责任的解决方案，例如“轨道可持续性”的设计原则，将是衡量其深度的一个重要标准。一个真正有影响力的作品，必须能够平衡技术的雄心与对人类长远福祉的考量。

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这本关于近地空间资源的著作，从内容上来看，似乎是一份深入探索我们地球轨道周边潜在矿藏和能源的学术性指南。我期待看到它能详尽地阐述小行星采矿的经济可行性，特别是针对铂族金属和稀土元素的分析。优秀的著作应当会提供一个清晰的框架，勾勒出当前的太空探索技术如何能被有效地转化为实际的资源获取行动。例如，关于离子推进系统和在轨燃料补给的章节，如果能提供最新的技术路线图和成本效益评估，那无疑将极大地提升其专业价值。我特别关注那些关于空间法和国际合作的讨论，毕竟，大规模的太空资源开发必然牵扯到复杂的法律和政治博弈。如果此书能提供一个审慎的、多角度的视角来审视这些伦理和治理问题，而不只是停留在纯粹的技术层面，那它将不仅仅是一本工程手册，更是一份具有深远影响的战略参考。作者似乎试图构建一个连接理论科学与工程实践的桥梁，这对于任何严肃研究该领域的人来说都是至关重要的。我希望看到的不仅是“我们能做什么”，更是“我们应该如何有组织、有规划地去做”。

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老实说，我最初翻阅这本书时，主要想了解的是那些关于近地小行星成分的详细地质学报告。我对于那些基于光谱分析推断出的水冰储量和岩石矿物分布的数据非常感兴趣。如果这本书能提供比现有公开论文更细致的分类和模型，那就太棒了。我希望看到的是详尽的图表和数据可视化，用以解释不同类型近地天体（比如阿波罗族和阿莫尔族）之间的资源差异。此外，对于如何设计和部署轨道收集器和运输载具的工程细节，我也抱有极大的期待。设计一个能够在微重力环境下稳定运行、同时能高效捕获小型天体的系统，无疑是巨大的挑战。如果书中有关于材料科学，特别是针对太空极端环境下的耐受性测试的讨论，那将是锦上添花。我关注的重点在于，作者是否能将抽象的理论转化为实际的设计参数，并探讨在现有技术瓶颈下，哪些是短期可实现的，哪些仍需等待革命性的突破。

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从阅读体验来说，我更倾向于那种叙事流畅，逻辑推导清晰的书籍，而不是堆砌公式和晦涩定义的教科书。我希望这本书能够以一种引人入胜的方式，将近地空间的广阔前景与我们地球有限资源的现实困境联系起来。想象一下，如果开篇就能用一个引人深思的故事，描述未来某一天，地球上的能源短缺是如何被成功地从太空中解决的，那该多好。我期待看到作者能够用生动的语言，描绘出那些尚未被探索的“太空矿山”的真实面貌。此外，对于普通读者，如何理解和参与到这个新兴产业中去，也是一个值得探讨的话题。如果书中能穿插一些关于商业模式创新和风险投资的见解，探讨私人企业如何承担初期的高昂成本，那这本书的受众面就会大大拓宽，不再局限于纯粹的科研人员。一个好的科普或战略指南，应当能够激发公众的热情和想象力。

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