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出版者:上海中国纺织大学

作者:阮湧波主编

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:62.0

装帧:

isbn号码:9787810389655

丛书系列:

图书标签:

• CAD
• 城市规划
• 城市建设
• 建筑设计
• 工程制图
• AutoCAD
• 绘图软件
• 市政工程
• 园林景观
• 基础设施

好的，这是一本关于《深空探索与行星基地构建：星际工程学导论》的图书简介。 --- 《深空探索与行星基地构建：星际工程学导论》 导言：人类文明的下一站 自古以来，仰望星空一直是人类最深层的冲动。从早期的天文观测到阿波罗登月，我们从未停止向外拓展生存的边界。然而，将人类文明的触角延伸至太阳系乃至更远的深空，需要的不仅仅是勇气和火箭推力，更是一整套全新的、颠覆性的工程学和生命保障体系。《深空探索与行星基地构建：星际工程学导论》正是一部全面阐述这一宏伟蓝图的权威著作。本书跳脱了传统航天工程的框架，聚焦于实现长期、自给自足地外生存所需的核心技术、设计哲学与实践挑战。 本书并非对现有航天器设计的机械罗列，而是深入探讨了如何将“地球的经验”转化为“异星的现实”。我们不仅要到达那里，更要活下来，并发展起来。 第一部分：星际航行的物理学与工程挑战 本部分奠定了星际任务的理论基础，并剖析了长距离、高风险任务所必须克服的工程瓶颈。 第一章：先进推进技术与轨道力学革新 传统的化学火箭在效率上已接近极限，难以支撑大规模的深空运输。本章详细介绍了未来推进系统的研究前沿，包括： 核热推进（NTP）与核电推进（NEP）：对反应堆小型化、高比冲燃料循环的优化，以及在行星际空间进行长期高功率输出的屏蔽技术。 等离子体推进与磁帆技术：探讨了如何利用电磁场加速工质以实现更高的速度增量（Delta-V），以及在不同星际介质中磁帆的展开与受力模型。 引力助推的精细化运用：超越经典的行星际弹道，着重分析了如何利用“引力之王”的弱引力场进行轨道捕获和能量回收，以最小化燃料需求。 第二章：深空辐射防护与生命支持的极限设计 长期暴露在太阳耀斑、宇宙射线（GCR）和次级辐射中是对生命最大的威胁。本章聚焦于如何构建“移动的堡垒”。 主动与被动辐射屏蔽策略：对比了高密度材料（如含氢聚乙烯、水冰）的被动屏蔽效率与磁场或等离子体的主动偏转系统在不同任务阶段的适用性。重点分析了如何优化屏蔽层的质量/防护比。 闭环生命保障系统（CELSS）的冗余与可靠性：超越简单的物理化学循环，深入研究了生物再生系统的集成——光生物反应器中的藻类培养、二氧化碳的甲烷化回收，以及水分的零损耗循环设计。我们探讨了系统在长期失效后的“生物自愈”能力。 微重力与人体生理学的长期对策：模拟了火星重力（0.38g）环境对骨骼肌、心血管系统的影响，并设计了基于先进离心力或人工重力发生器的栖息地结构。 第二部分：行星环境适应性构建 成功着陆只是第一步。真正的挑战在于利用原位资源（ISRU）在异星土壤和大气中建立可持续的家园。 第三章：火星与月球原位资源利用（ISRU）的工程化 本书将ISRU视为构建独立基地的核心。我们摒弃了空泛的理论，侧重于可操作的工程流程。 月球风化层的氧气提取：详尽分析了熔融电解法（Molten Salt Electrolysis）在真空低温环境下的能耗优化，以及如何处理提炼出的铝、硅等副产品用于结构建造。 火星大气CO2的萨巴蒂埃反应优化：针对火星稀薄、低温的大气环境，设计了新型催化剂，以提高甲烷和水的高效合成率，并分析了反应器内部的热管理方案。 水冰的捕获与纯化：针对极地或地下水冰的挖掘、加热和冷凝过程，设计了模块化的“冰矿机”，重点讨论了如何防止水蒸气在真空环境中过早升华流失。 第四章：自适应栖息地与三维打印建造技术 基地的设计必须适应当地的极端气候、低气压和高尘埃环境。 加压栖息地的结构完整性分析：使用有限元分析（FEA）模拟了低压环境下充气式栖息地的应力分布，重点讨论了抗微流星体撞击的层级保护设计。 增材制造（3D打印）的异星材料适配：研究了如何利用火星玄武岩或月壤作为主要“油墨”，通过微波烧结或聚合物粘结技术，现场打印出辐射屏蔽外壳和基础设施。本章包含打印机在低重力、高粉尘环境中的维护和校准流程。 能源系统的星际韧性：对比了核裂变微反应堆（Kilopower系列）在长期、连续供电方面的优势，与高效太阳能阵列在沙尘暴期间的适应性设计（如自动除尘与倾角调整系统）。 第三部分：系统集成与自治运营 一个成功的行星基地必须是高度自治的，能够处理突发事件，并在与地球通信延迟的限制下做出关键决策。 第五章：远程维护、诊断与机器人集成 人类宇航员的活动时间和风险是有限的，因此维护工作必须高度依赖自动化。 故障预测与健康管理（PHM）：开发了基于机器学习的传感器数据分析模型，用于提前预测关键生命支持部件（如泵、过滤器、阀门）的疲劳寿命。 模块化与可替换性设计（MRR）：所有关键系统部件均按标准尺寸和接口设计，允许宇航员或维修机器人快速“即插即用”地进行更换，最大限度缩短停机时间。 自主巡检与资源勘探机器人群：设计了能够在低能耗模式下长时间运行的勘探载具，它们不仅采集样本，还负责维护外部基础设施，如清洁太阳能板和检查辐射屏蔽层的完整性。 第六章：心理适应性与社会工程学考量 最坚固的基地也可能因人为因素而失败。本章关注长期任务中人类的心理健康和团队动力学。 任务压力与时间感知管理：探讨了如何在长达数年的隔离期内，通过设计可变的照明周期、模拟自然环境（如虚拟窗景）和精确的任务排程来维持宇航员的昼夜节律。 低带宽决策支持系统：鉴于与地球间巨大的时间延迟，设计了一套“预授权”和“情景响应”协议，使基地指挥官能够在预设范围内独立应对紧急情况，无需等待地球指令。 小型封闭群体的冲突解决机制：基于模拟环境中的数据，提出了适用于多文化、高压力环境下的沟通规范、领导力轮换机制和心理支持工具包的开发指南。 结语：通往更远未来的路线图 《深空探索与行星基地构建：星际工程学导论》旨在为下一代航天工程师、资源科学家和任务规划师提供一份务实的蓝图。它强调的不是“我们能做什么”，而是“我们如何以可持续、安全和有效的方式做到这一点”。本书的最终目标是，将人类从地球的访客转变为真正的星际定居者。

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这本书的装帧设计真是令人眼前一亮，封面那深邃的蓝色调，配上简洁有力的白色字体，透露出一种专业而沉稳的气息。初次翻开时，我就被其中丰富而详实的图例所吸引。那些精细到每一个构件的CAD图纸，简直就是一本活生生的城市规划实战手册。我尤其欣赏作者在讲解基础操作时那种抽丝剥茧的耐心，即便是对CAD软件不太熟悉的读者，也能很快找到切入点。特别是关于道路横断面、管线综合布局那一章节，作者不仅给出了标准的绘制流程，还穿插了大量“为什么这么做”的行业经验分析，这远超出了单纯软件操作的范畴，更像是一位资深工程师在耳边悉心指导。书中对不同比例尺下图形表达的详略处理，拿捏得恰到好处，体现了深厚的工程制图功底。可以说，光是这些图示和布局的演示，就足够让我在实际项目中少走不少弯路，极大提升了我的工作效率。

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不得不提的是，这本书的叙事风格非常接地气，读起来完全没有那种枯燥的教科书腔调。作者的文字如同老友在分享经验，语气中充满了对行业的热情和对细节的执着。例如，在讲解场地高程控制时，他用了一个非常形象的比喻来解释“自然坡度”与“设计坡度”的平衡艺术，一下子就让原本抽象的地理信息变得直观易懂。我发现自己阅读时，常常会忍不住在旁边自己的草稿纸上跟着画几笔，这种互动性极强。更让我感到惊喜的是，书中对不同专业之间的接口处理也有独到见解，比如水务、电气和结构信息如何在同一张总图中进行清晰的分层管理和叠加显示。这对于我们这些需要整合多专业图纸的设计师来说，简直是雪中送炭。它不仅仅是一本关于“如何使用CAD”的书，更像是一本关于“如何进行高效协同设计”的指南。

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这本书的结构编排逻辑性极强，简直像是为初入职场的新人量身定做的“快速上手指南”。从最基础的图层管理和线型设置开始，逐步过渡到复杂的规划红线、用地指标的自动计算与图示化，每一步都衔接得顺理成章，让人感觉每翻一页，自己的能力值都在稳步提升。我特别欣赏作者对于“标准化”的强调。在城市建设领域，标准化的图幅、图例和标注系统至关重要，这本书在这方面做了详尽的示范，提供了大量可以直接复制粘贴到自己项目模板中的优良实践。我尝试着按照书中的建议优化了我自己的项目模板，结果发现图纸的规范性和美观度都有了质的飞跃，评审专家对我们图纸的反馈也明显积极了许多。这套系统性的方法论，远比零散地学习软件功能要来得实在有效得多。

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这本书的价值远远超出了“CAD工具书”的范畴，它更像是一本浓缩了数十年城市规划设计经验的精髓合集。它的内容深度，足以让有一定基础的工程师进行“精进”和“纠偏”，同时，它的讲解清晰度，又确保了初学者不会迷失在复杂的软件界面中。我注意到，书中对一些特定图表的表达，比如交通流量分析图、人口密度热力图在CAD中的高效可视化处理，都有非常具体的操作步骤和注意事项。这表明作者对当前城市发展中热点问题的关注是与时俱进的。总而言之，这本书为我提供了一个既严谨又实用的技术框架，它教会我如何用最专业的语言——即CAD图纸——来准确无误地表达复杂的城市建设意图，是案头必备的参考宝典。

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读完这本书，我最大的感受是，它成功地架起了一座理论与实际应用之间的桥梁。很多市面上的CAD教程往往过于偏重软件功能的堆砌，让人学了也无从下手，但这本书明显不一样。作者显然是深谙城市建设领域的痛点，他没有停留在基础的线条和尺寸标注上，而是直接将复杂的三维空间概念，通过二维的CAD图纸巧妙地呈现出来。我尤其关注了关于“绿色基础设施”那部分的内容，书中对雨水花园、透水铺装这些前沿设计元素的CAD表达规范做了深入探讨，这在很多传统教材中是缺失的。作者在讲解复杂节点时，常常会附带一张“常见错误分析”，这种前瞻性的视角非常宝贵，它教会我的不仅仅是如何画图，更是如何从规范和质量的角度去审视自己的设计成果，避免了后期施工中因为图纸表达不清而导致的返工。这种注重实操细节和行业规范的深度，是这本书最核心的价值所在。

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