具体描述
This new edition of a classic in the field has been expanded and enriched with new content and updated references. The book covers the fundamental principles and surveys research of current thinkers and experts in the field with updated references of the key breakthroughs over the past decade and a half.
好的，这是一份关于一本名为《The Supercontinuum Laser Source》之外的、内容翔实且避免AI痕迹的图书简介。 --- 图书名称：《深空探测中的辐射防护与生命支持系统设计》 作者： 艾伦·里德（Allen Reed） 博士，行星科学与生物工程交叉领域资深研究员 出版社： 星际动力出版社（Astro-Dynamics Press） 装帧： 精装，全彩印刷，附带高清工程图纸和案例分析报告 字数： 约1500页 ISBN： 978-1-987654-32-1 --- 核心内容概述 本书是深空任务设计领域的一部里程碑式著作，它系统性地梳理了人类将生命体安全送往火星及更远深空环境所面临的两大核心挑战：宇宙辐射的严酷考验与极端环境下生命支持系统的可靠性构建。作者基于十余年的理论建模与地面模拟实验经验，提供了一套兼具前瞻性与工程可行性的解决方案框架。本书深度融合了核物理学、材料科学、生物生理学和闭环生态学的前沿知识，是宇航工程师、任务规划师以及空间生物学研究人员不可或缺的参考手册。 第一部分：深空辐射环境的精确建模与防护策略 深空环境的辐射背景与近地轨道截然不同，太阳粒子事件（SPEs）的不可预测性和银河宇宙射线（GCRs）的持续性构成了对宇航员生理系统最致命的威胁。本书的第一部分致力于解构这些威胁的物理本质，并提出了多层次的防护体系。 第一章：银河宇宙射线的成分、能谱与生物效应 详细分析了GCRs中高能重离子（HZE 粒子）的穿透特性。内容包括： 碎片化反应分析： HZE 粒子与航天器结构材料相互作用产生的次级辐射（如中子和质子流）的剂量学评估。利用最新的蒙特卡洛（MCNP/GEANT4）模拟结果，展示了在不同结构厚度下，次级辐射的剂量峰值变化。 生物剂量学建模： 探讨了相对生物效应因子（RBE）在非均匀电离辐射场中的动态变化。引入了“损伤累积模型”（Cumulative Damage Model），精确预测长期暴露（如三年火星往返任务）下对中枢神经系统（CNS）和心血管系统的潜在不可逆损伤。 第二章：实时辐射监测与主动防护技术 被动屏蔽的局限性促使本书将大量篇幅投入到主动防护的可能性研究中。 磁场屏蔽技术（Magnetic Shielding）： 深入探讨了利用超导磁体产生局部磁场偏转带电粒子流的理论基础。本书提供了不同场强配置下的粒子轨迹模拟，并评估了在航天器电力系统限制下的可行性窗口，尤其关注了对敏感电子设备的电磁兼容性问题。 等离子体及电动力学防护： 介绍了利用电场加速/偏转带电粒子流的初步概念验证研究，包括电荷中和技术在真空环境中的实现挑战。 第三章：先进被动屏蔽材料与优化结构设计 本书超越了传统的聚乙烯和水箱屏蔽，着眼于下一代轻量化、高效能的复合材料。 氢化硼酸盐复合材料（HBCs）： 详细介绍了其优异的快中子吸收能力和结构强度。提供了在低温和高真空下，这些材料的长期稳定性和微流星体撞击下的损伤容限数据。 梯度屏蔽结构（Gradient Shielding）： 提出了一种多层异质结构设计，旨在利用低Z材料（如聚合物）减速初级粒子，同时使用高Z材料（如钨合金）捕获产生的次级伽马射线。配有详细的3D有限元分析图表，展示了在固定质量预算下，不同梯度排列对有效剂量降低百分比的优化结果。 --- 第二部分：闭环生态生命支持系统（CELSS）的工程实现 深空任务的本质是脱离地球补给，本书的第二部分聚焦于构建一个高可靠性、高闭合度的生物再生系统，以应对长达数年的无补给窗口。 第四章：环境控制与生命保障（ECLSS）的集成化设计 本书的核心在于“集成化”与“冗余设计”。 气相管理与污染控制： 除了标准的Sabatier反应器和电解水系统外，重点分析了微量挥发性有机物（VOCs）的长期积累对宇航员健康的隐性威胁。介绍了新型催化氧化系统（TOCs）的模块化设计，以及如何通过生物膜反应器同步去除CO2和痕量污染物。 水循环的极端纯化技术： 详细论述了基于正渗透（Forward Osmosis）和多级膜蒸馏的组合技术，目标是将水回收率从现有任务的90%提升至98.5%以上，以应对火星尘埃和生物代谢物的复杂污染组合。 第五章：生物再生系统：食物生产与废物回收的耦合 实现长程任务的自给自足依赖于高效的生物再生单元。 气培/水培系统的能效优化： 针对深空任务中电力资源稀缺的现状，本书对比了不同光谱LED照明方案对藻类（螺旋藻）和高等植物（如小麦、土豆）光合作用效率的影响。提出了基于“按需光谱”调配的动态照明算法，以最小化电能消耗。 微生物群落工程与废物转化： 深入探讨了厌氧消化器与好氧堆肥系统的集成。关键在于如何安全地将宇航员的固体和液体废物转化为可再利用的矿物质和微生物蛋白。书中详细列出了几种“微生物组工程”策略，用于稳定消化过程，防止有害微生物的爆发。 第六章：宇航员健康与系统可靠性：人机共生模型 系统的可靠性不仅在于硬件，更在于人与系统的动态交互。 远程医疗与自主诊断： 探讨了基于机器学习的生理信号异常检测模型。重点分析了如何在通信延迟极高（如火星探测）的情况下，让AI系统自主完成初步的诊断和干预建议，并实时反馈给地面支持团队。 系统级冗余与容错架构： 提出了“功能替代链”（Functional Substitution Chain, FSC）的概念。例如，如果主要食物生产单元受损，FSC如何自动切换至高营养密度藻类培养，同时启动应急的化学合成营养包。书中提供了详细的故障树分析（FTA）和事件树分析（ETA）案例，用以量化不同冗余级别的任务成功概率提升。 目标读者 本书是为从事空间任务系统工程、生物宇航学、辐射物理学及先进生命支持技术研发的专业人士编写的深度参考书。它同样适用于高等院校空间科学与技术专业的硕士及博士研究生课程。 --- （结束）
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有