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出版者:

作者:Christopher, Matt/ Vasconcellos, Daniel/ Vasconcellos, Daniel (ILT)/ True, S. (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:13.99

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isbn号码:9781435246300

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好的，这是一本名为《AstroNav: Celestial Mechanics for the Modern Explorer》的图书的详细简介。 --- 《AstroNav: Celestial Mechanics for the Modern Explorer》 探索宇宙的终极指南：从行星运动到深空导航的精确蓝图 在人类对星辰的好奇心跨越了地球的边界，迈向广阔的深空时，对精确、直观的航天动力学和轨道力学理解的需求达到了前所未有的高度。《AstroNav: Celestial Mechanics for the Modern Explorer》正是为新一代的宇航工程师、天体物理学家、以及所有对宇宙尺度运动怀有敬畏之心的爱好者们量身打造的权威性著作。 本书并非停留在理论的象牙塔中，而是以一种严谨而富有工程实践精神的方式，系统地梳理了支撑现代航天任务的数学和物理基石。我们深入浅出地剖析了从牛顿万有引力定律到爱因斯坦广义相对论在轨道计算中的实际应用，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。 第一部分：基础与框架——重温经典，奠定未来 本书的开篇部分致力于为读者构建一个坚实的基础。我们不会回避那些看似枯燥的数学推导，而是将其置于实际的物理情境中进行阐释。 第1章：开普勒的遗产与经典动力学 本章重温了开普勒三大定律在椭圆轨道描述中的核心地位。我们详细介绍了如何将这些定律转化为可用于实时轨道预测的微分方程组。重点探讨了二体问题（Two-Body Problem）的解析解，包括拉格朗日点（Lagrange Points）的稳定性和不稳定性分析，并首次引入了现代航天任务中常用的“迹线”（Trajectory）参数化方法。 第2章：坐标系与时间系统 成功的航天任务依赖于对时间和空间绝对精确的定义。《AstroNav》花费大量篇幅讲解了全球导航卫星系统（GNSS）所依赖的四大主流坐标系（如J2000、ICRF）的定义、转换矩阵的构建，以及不同时间标准（如TAI、UTC、TDB）之间的转换算法。读者将学习如何处理地球自转、岁差、章动等非理想因素对定位精度的影响。 第3章：轨道元素与参数化 本章是轨道动力学的心脏。我们摒弃了传统教科书中只关注六个开普勒元素（如半长轴、偏心率）的局限性，重点介绍了丘比特元素（Equinoctial Elements）和改进的开普勒元素（Modified Keplerian Elements），这些元素在处理微小的摄动力（如大气阻力、太阳辐射压）时具有显著的数值稳定性。我们将演示如何使用这些元素进行轨道传播（Orbit Propagation）的快速数值积分。 第二部分：摄动、扰动与实时控制 真正的挑战在于行星际空间，而非理想的真空。本部分专注于将理论模型扩展到现实世界中复杂的引力场和非保守力作用。 第4章：多体引力场的处理 本书深入研究了三体问题在特定限制下的近似解，例如限制性三体问题（Restricted Three-Body Problem）的分析。更重要的是，我们详细解析了地球非球形引力场（J2效应及高阶谐波系数）对近地轨道卫星（LEO）寿命和姿态控制的决定性影响。读者将掌握如何构建并使用地球的引力场模型（如EGM2008）进行精确的轨道预报。 第5章：非保守力的影响与建模 大气阻力模型（如MSIS模型）、太阳辐射压（SRP）以及月球和太阳的微小引力摄动，是决定长期轨道稳定性的关键。《AstroNav》提供了用于不同大气密度模型和光压系数的实际编程范例，指导读者如何将这些外部作用项整合到Runge-Kutta等数值求解器中，以模拟真实任务的轨道衰减。 第6章：轨道机动与转移设计 从霍曼转移（Hohmann Transfer）到更高效的弹道捕获（Ballistic Capture），本章详述了现代航天器变轨操作的精髓。我们引入了先进的脉冲优化技术，如雅可比矩阵（Adjoint Method）在计算最小燃料消耗轨道转移中的应用，并重点分析了引力助推（Gravity Assist/Slingshot Maneuvers）的能量增益计算原理和风险评估。 第三部分：深空导航与前沿技术 《AstroNav》的最后部分将视野投向了太阳系边缘，探讨了实现星际探索所需的尖端导航技术。 第7章：行星际导航与飞行力学 在行星际尺度上，轨道优化成为一项涉及时间窗口和能量预算的复杂任务。本章详细介绍了“差分修正”（Differential Correction）技术在轨迹校正中的应用，以及如何利用洛希轨道（Lohman Transfer）和利用彗星或小行星引力场的最新概念。我们还讨论了基于“环绕”（Tour）的行星观测任务设计，如Juno和Cassini任务的轨道策略。 第8章：自主导航与相对导航 随着人类向火星乃至更远的地方进发，依赖地球的地面跟踪站变得不可行。《AstroNav》深入探讨了星敏感器（Star Trackers）的工作原理、相对导航（Relative Navigation）技术（如激光雷达和视觉测距）在轨道交会对接（Rendezvous and Docking, AR&D）中的应用。读者将了解如何利用贝叶斯滤波和卡尔曼滤波（Kalman Filtering）来融合多传感器数据，实现实时的自主状态估计。 第9章：广义相对论效应与未来展望 本书的收官部分着眼于极端引力场下的精度要求。我们探讨了水星近日点进动、GPS系统必须考虑的引力时间延迟校正，并展望了利用脉冲星计时阵列（Pulsar Timing Arrays）进行星际导航的理论框架。这部分内容旨在激发读者思考，在推进技术（如核热火箭、太阳帆）成熟后，我们的导航工具将如何随之演进。 --- 为何选择《AstroNav》？ 本书的独特之处在于其无与伦比的工程导向性。每章都配有经过充分验证的Python/MATLAB代码示例（可在随书附带的在线资源中获取），读者可以直接运行和修改这些代码来解决真实的轨道力学问题。我们避免了过多哲学思辨，专注于提供一套完整、可操作的工具箱，用于设计、模拟和执行下一次伟大的太空任务。 目标读者： 航空航天专业的本科高年级及研究生。 从事卫星设计、轨道维持和任务规划的工程师。 对精密天体测量和深空探测感兴趣的天体物理学家和科研人员。 《AstroNav》不仅仅是一本教材，它是您通往掌握宇宙运动规律，并将人类足迹延伸至新领域的必备钥匙。拥有它，您就掌握了在浩瀚星海中确定自己航向的能力。

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这本书的作者显然在历史背景的考据上下足了功夫，那种严谨细致的研究态度令人肃然起敬。虽然这是一部虚构作品，但其中穿插的时代细节，无论是服饰、社会习俗还是当时的政治氛围，都描绘得栩栩如生，仿佛能感受到历史的呼吸。我特地去查阅了一些书中所提及的史实，发现作者引用的资料都非常可靠，甚至连一些边缘的小众文化现象也被精准地捕捉并融入了叙事。这种对真实世界的高度忠诚，使得故事的张力倍增，让读者在享受故事的同时，也获得了一次生动的历史速览。可以说，这本书在娱乐性和教育性之间找到了一个近乎完美的平衡点，它不仅满足了我的阅读需求，还无形中拓宽了我的知识边界，这才是真正优秀作品的价值所在。

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这本书的封面设计简直是视觉盛宴，色彩的运用大胆而充满活力，一看就知道这不是那种沉闷的书籍。那种手感的纸张，拿在手里沉甸甸的，让人忍不住想立刻翻开细读。我原本是抱着随便看看的心态买的，毕竟市面上同类主题的书籍太多了，但这本书的排版和字体的选择，立刻抓住了我的注意力。那种恰到好处的留白，让阅读体验非常舒适，即便是长时间沉浸其中，眼睛也不会感到疲劳。特别是章节之间的过渡，设计师显然花了不少心思，用一些小小的装饰性插图来引导读者的思绪，非常有匠心。而且，这本书的装帧质量非常扎实，感觉可以放很多年都不会轻易损坏。光是凭着这种对细节的极致追求，我就觉得这绝对是值得收藏的一部作品。它不仅仅是一本书，更像是一件精美的工艺品，摆在书架上都显得格调非凡。

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从主题思想的深度来看，这本书远超出了我最初的预期。我原本以为这只是一个简单的故事，但随着情节的深入，我发现作者在探讨的议题非常宏大且具有现实意义——关于个体在集体中的迷失与重塑，关于记忆的不可靠性与自我认同的建构。这些深刻的哲学思考，并非生硬地灌输给读者，而是巧妙地编织在角色的命运起伏之中。每一次角色的抉择，都引人深思：如果是我，我会怎么做？作者似乎并不急于给出答案，而是鼓励读者自行去探索、去辩论。这种开放式的处理方式，极大地提升了这本书的耐读性，使得读完后，我的脑海中依然持续地进行着各种思辨。它留给读者的回味空间，比许多直接给出结论的作品要广阔得多。

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我必须承认，我是一个对叙事节奏要求极高的人，很多书籍读到一半就会因为情节推进缓慢或者叙事结构松散而弃读。然而，这本书的结构安排堪称教科书级别。作者似乎对读者的注意力曲线有着精准的把握，总能在关键时刻抛出令人意想不到的转折点，让人完全无法放下手中的书卷。每一个段落的收尾都像是精心设置的钩子，驱使着我必须马不停蹄地进入下一页，探寻真相。更令人称赞的是，作者在描绘场景时，那种细节的丰富程度，仿佛能让人身临其境，连空气中的气味和微风拂面的触感都能清晰感知。这种沉浸式的写作手法，在当代文学作品中已属罕见。我一口气读完了，中间甚至忘了喝水，完全被那种强大的叙事引力所捕获。

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这本书的语言风格无疑是我近期阅读体验中最具颠覆性的。它摒弃了学院派的冗长和矫饰，采用了极其贴近生活、却又蕴含深刻哲理的口语化表达。作者的遣词造句精准到位，既有市井的烟火气，又不失文人的洞察力。特别是那些人物对话，简直是神来之笔，每一个角色的声音都是如此鲜明且独一无二，仿佛能听见他们带着各自地域口音的争辩和欢笑。这种真实感，让角色不再是纸上的人物，而是活生生存在于我脑海中的朋友或对手。同时，作者巧妙地运用了大量的比喻和象征手法，但这些修辞却毫不突兀，反而自然地融入到日常的叙述之中，为平淡的场景增添了一层意味深长的光泽。读起来完全没有阅读障碍，却又处处是惊喜的文字游戏。

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