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出版者:科学出版社

作者:(美)T.R.凯恩(Kane,T.R.)

出品人:

页数:545页

译者:黄克累

出版时间:1988

价格:$6.20

装帧:

isbn号码:9787030004598

丛书系列:

图书标签:

• 飞行器
• 动力学
• 航天动力学
• 飞行器动力学
• 轨道力学
• 姿态控制
• 航天器设计
• 推进系统
• 空间机制
• 航天工程
• 控制理论
• 天体力学

《星辰之轨：宇宙航行的奥秘》 在浩瀚无垠的宇宙深处，人类探索的脚步从未停止。从古老的神话传说中仰望星空，到如今将探测器送往遥远的行星，我们对宇宙的理解与日俱进。然而，要真正驾驭这片未知，并非仅仅依靠强大的火箭推力，更需要深刻理解宇宙运行的内在规律。《星辰之轨：宇宙航行的奥秘》将带您踏上一段引人入胜的旅程，深入揭示支撑人类一切太空探索活动的基石——宇宙航行中的物理原理与工程挑战。 本书并非一本枯燥的教科书，而是以生动翔实的语言，为您描绘一幅壮丽的宇宙画卷。我们将从最基本的牛顿万有引力定律出发，解释天体为何会按照既定的轨道运行，行星、卫星、小行星乃至恒星之间的相互作用如何塑造宇宙的宏伟结构。您将了解到，轨道力学并非简单的抛物线运动，而是由引力、速度和质量共同决定的复杂舞蹈。我们会详细解析开普勒定律，理解不同轨道形状（如椭圆、抛物线、双曲线）的物理意义，以及它们如何影响航天器的运动轨迹。 接着，我们将目光聚焦于具体的航天器。为何要设计特定的飞行姿态？如何才能精确地从一个轨道转移到另一个轨道？本书将深入浅出地讲解轨道机动技术，包括霍曼转移轨道、双椭圆转移轨道等高效的变轨策略，以及它们在行星际探测任务中的应用。您将了解到，每一次成功的轨道调整，都是一次精密的计算和能量的巧妙运用。我们将探讨不同类型的推进系统，从传统的化学火箭，到更具未来感的离子推进器，分析它们的工作原理、效率以及在不同任务场景下的优劣。 本书还会触及航天器在太空中会遇到的各种严峻挑战。例如，如何精确控制航天器的姿态，以保证太阳能电池板对准太阳，或者科学仪器对准目标？我们将介绍姿态控制系统的组成与工作原理，包括反作用轮、推力器、磁力矩器等，以及它们如何协同工作，维持航天器的稳定。此外，太空环境充满了辐射、微陨石等威胁，本书也将探讨这些因素对航天器寿命和可靠性的影响，以及相应的防护措施。 对于那些渴望深入了解宇宙奥秘的读者，《星辰之轨：宇宙航行的奥秘》还将引导您探索更复杂的航行概念。我们将讨论引力弹弓效应，这种巧妙地利用行星引力加速探测器的技术，如何帮助我们节省燃料，实现更远的探索。您还将了解到，在长距离的太空旅行中，精确的导航和时钟同步是多么关键，以及这些技术是如何实现的。 本书不仅仅是技术的罗列，更旨在激发您对宇宙的好奇心和探索欲。我们将在章节中穿插一些历史上著名的太空探索任务，从阿波罗登月计划的辉煌，到旅行者号探测器孤独而伟大的旅程，再到现代火星探测器的精密操作，用生动的案例说明理论在实践中的应用，以及人类智慧的闪光。 《星辰之轨：宇宙航行的奥秘》适合所有对太空探索、天文学、物理学以及工程学感兴趣的读者。无论您是怀揣太空梦想的学生，还是希望拓宽视野的普通爱好者，亦或是希望温故知新的从业者，本书都能为您提供一次充实而富有启发的阅读体验。它将帮助您理解，每一次升空的火箭，每一次遥远的信号，背后都凝聚着人类对宇宙规律的深刻洞察和不懈追求。 让我们一起，翻开《星辰之轨：宇宙航行的奥秘》，在文字中体验星际穿越的震撼，感受人类探索宇宙的伟大征程。

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说实话，我本来对这类专业书籍的“可读性”期望值是很低的，我以为它会是一本枯燥到需要咖啡因才能读完的工具书。然而，这《航天飞行器动力学》展现出的叙事节奏和逻辑推进，完全颠覆了我的认知。它像一位经验丰富的老飞行员，一边驾驶着模拟器，一边向你娓娓道来每一个操作背后的原理。书中对于“飞行器”这个概念的界定非常宏大，它不仅涵盖了载人飞船和火箭，还花了不少篇幅讨论了轨道碎片和微小卫星的动力学特性。这让我意识到，动力学并不仅仅是关于“大推力”和“远距离”的，在微重力环境下，微小的热胀冷缩和残余气动力对小型航天器的影响是决定性的。作者在处理这些“边角料”问题时展现出的细致入微，着实令人佩服。当我读到关于轨道交会和对接的部分时，那种紧张感仿佛透过纸面传递出来，因为那不仅仅是数学上的向量匹配，更是对时间窗和相对速度的毫厘不差的控制。这本书的结构设计非常人性化，章节之间的衔接如同精心编排的舞蹈，层次分明，步步深入，很少出现那种让人迷失方向的跳跃感。

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我必须赞扬这本书在视觉呈现上的用心良苦，这对于一本严肃的动力学著作来说，是难能可贵的加分项。图表并非简单地作为公式的补充，而是成为了理解概念的核心载体。特别是关于三体问题和受限性轨道动力学的章节，作者没有选择冗长枯燥的文字解释，而是直接呈现了Poincaré截面图和相空间轨迹的可视化结果。通过这些精心绘制的图示，原本抽象的混沌行为变得直观易懂，我甚至不需要反复阅读旁边的文字，就能大致捕捉到系统的不稳定性来源。另外，书中穿插了一些历史性的对比图，例如早期火箭发射弹道曲线与现代优化轨迹的差异，这种对比不仅展示了技术的发展，更体现了对动力学理解深度的提升。这本书的排版也十分精良，数学符号的间距和清晰度都达到了出版界的一流水准，这对于需要长时间面对复杂公式的读者来说，极大地减轻了阅读疲劳。总而言之，它不仅是一本知识的宝库，更是一件制作精良的阅读体验产品，让人在学习尖端科学的同时，也能享受到阅读的乐趣。

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这本书的魅力，很大程度上来源于它对“不确定性”的坦诚探讨。在很多宣传材料或者科普读物中，航天飞行常常被描绘成一个精准无误的工程奇迹。但《航天飞行器动力学》却毫不避讳地展示了现实的复杂性。它清晰地阐述了模型误差、传感器噪声以及环境模型不完备性是如何共同作用，对飞行器的实际轨道产生影响的。例如，书中关于卡尔曼滤波在轨道保持中的应用分析，不仅仅是给出了滤波器的数学结构，更深入探讨了在不同信噪比条件下，滤波器权重调整对预测精度的实际影响。这种“知其然，并知其所以然”的讲解方式，极大地提升了这本书的实用价值。它教会我的不仅仅是如何计算一个轨道，而是如何带着对误差的敬畏之心去规划一场太空之旅。这种对现实约束的尊重，是许多理论书籍所缺乏的，它让读者从一个“理想计算者”转变为一个“负责任的轨道规划师”。阅读过程中，我常常停下来思考，如果我要设计一个深空任务，在面对长达数年的通讯延迟时，我该如何信任我的动力学模型？这本书提供了回答这些复杂问题的理论基础。

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我对市面上许多航空航天书籍都感到失望，它们要么过于偏向工程实践，只谈设计和材料，对核心的力学原理一带而过；要么就是纯粹的数学推导，读完后感觉像是啃了一本高深的教材，却对“飞起来”的实际感受一无所知。而这本《航天飞行器动力学》的独到之处，恰恰在于它找到了一个近乎完美的平衡点。它没有回避复杂的数学工具，但每一次引入新的公式，作者都会极其耐心地解释其物理意义——这个力矩代表了什么？这个张量在描述什么运动状态？我尤其欣赏它对非保守力影响的论述，比如姿态控制系统中推进剂的喷射如何影响飞行器的质心和角动量守恒。这种对细节的打磨，让我在阅读时，脑海中浮现的不是黑板上的公式，而是航天器在深空中优雅地调整姿态，用最小的燃料消耗实现最大机动性的场景。读完关于霍曼转移和引力助推的部分，我忍不住去查阅了旅行者号探测器的真实轨道数据，惊喜地发现书中所述的优化算法和实际应用是如此契合。这本书的深度足以让专业人士作为参考手册，而其阐述的清晰度也足以让初学者构建起坚实的理论基石。

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这本《航天飞行器动力学》的书简直是为我这种对星辰大海充满无限向往的人量身定做的。我得承认，一开始翻开这本书的时候，我的内心是带着一丝忐忑的，毕竟“动力学”这三个字听起来就充满了复杂的数学公式和晦涩的理论。然而，让我惊喜的是，作者的叙述方式极其生动且富含画面感。他并没有一开始就抛出那些令人望而生畏的微分方程，而是从最基础的开普勒定律讲起，仿佛在带领我们进行一次宇宙尺度的漫步。书中对不同轨道类型——从近地轨道到地月转移轨道——的描述，配上那些精妙的手绘草图，简直让人身临其境。我仿佛能感觉到飞船在引力场的精确牵引下，如何巧妙地修正航向，实现一次完美的变轨操作。特别是关于摄动力的章节，作者巧妙地引入了历史案例，比如早期卫星受大气阻力和太阳光压影响的实际数据，使得抽象的理论一下子变得有血有肉，让我深刻理解了为什么在太空中，一个微小的计算失误都可能导致任务的失败。这本书的价值，不仅在于它提供了严谨的理论框架，更在于它成功地将冰冷的物理定律，转化成了一场波澜壮阔的太空探索史诗。它让我体会到，每一次航天任务的成功，背后都凝聚着对这些基础动力学原理的深刻理解和精妙应用。

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