探秘太空：浅析空间资源开发与利用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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顾逸东 等 编

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• 太空资源
• 空间开发
• 空间利用
• 航天科技
• 未来科技
• 资源战略
• 地外资源
• 宇宙探索
• 科技前沿
• 可持续发展

出版社： 中国宇航出版社

ISBN：9787802184466

版次：1

商品编码：10791914

包装：平装

丛书名： 中国载人航天科普丛书

开本：16开

出版时间：2011-06-01

用纸：胶版纸

页数：290

字数：304000

正文语种：中文

内容简介

《探秘太空：浅析空间资源开发与利用》简要介绍了空间资源和空间环境的特点，载人航天应用的领域和范围，航天遥感原理、技术和常见的航天遥感器；详细介绍了载人航天在空间对地观测、大气和海洋监测、空间生命科学、空间材料制造、空间科学实验、空间天文观测等方面的应用及中国载人航天取得的研究成果，概要介绍了载人航天应用的发展前景。
《探秘太空：浅析空间资源开发与利用》内容丰富，图文并茂，知识性强，力求做到深入浅出，通俗易懂，具有较强的科普性，适合相关专业科技人员、管理人员和高中以上文化程度的航天爱好者阅读。

内页插图

目录

第一章 载人航天应用
——空间资源开发与利用综述
1．载人航天应用的领域
2．资源、空间与应用
3．空间层圈与空间应用
4．载人航天的轨道空间环境
5．轨道高度资源及航天遥感技术
6．航天遥感器的能力是如何来的
7．国内外载人航天遥感应用研究
8．微重力资源和应用
9．国际载人航天的空间科学研究
10．中国载人航天的空间科学实验研究
11．空间——理想的科学实验室
12．载人航天应用引领高科技发展

第二章 巡天保驾护航
——空间环境预报与探测研究
1．飞向太空，知而后行
2．空间环境科学的研究内容
3．空间环境对航天活动的影响
4．高层大气对航天器轨道高度的影响
5．高能带电粒子对航天活动的影响
6．航天器带电及其危害
7．微流星对航天器的威胁
8．威胁航天器安全的空间碎片
9．空间原子氧对航天器的侵蚀
10．空间环境预报
11．为神舟保驾护航
12．空间环境预报一载人航天安全的重要保障
13．神舟号飞船-空间环境实时监测的重要平台
14．我国空间环境的地基探测
15．空间环境科学引领宇宙远航

第三章 万能智慧之眼
——航天遥感器
1．什么是遥感
2．遥感器的“眼睛”-光电探测器
3．千里眼的视力-遥感器的分辨率
4．光机扫描式光学遥感仪
5．推扫型光学遥感仪
6．高光谱分辨率遥感器-成像光谱仪
7．红外探测器的制冷
8．穿透能力强大的微波遥感器
9．穿云破雾的合成孔径雷达
10．能辨别分厘的微波高度计
11．能辨识真伪的微波辐射计
12．善观风向的微波散射计
13．神舟号飞船里的遥感乘客

第四章 睿智巧译天书
——遥感信息处理应用研究
1．地物目标分类和遥感应用处理
2．繁复的遥感图像处理加工
3．图像校正-还图像以准确的位置与色调
4．图像变换-加工提取信息的法宝
5．图像分类-物以类聚的遥感实践
6．“天一空-地”同步联动观测
7．隐含多维光谱信息的图像立方体
8．遥感信息定量化
9．遥感应用的波谱库
10．遥感仿真系统

第五章 鸟瞰广袤大地
——陆地遥感应用
1．从太空鸟瞰地球家园
2．监测地表土壤水分和干旱
3．探测青藏高原的积雪
4．探知陆地净初级生产力
5．估算农作物产量
6．土地利用与土地覆盖调查
7．地质构造与矿产遥感
8．水体及水污染监测
9．防灾减灾与遥感应用
10．待解的遥感谜团

第六章 善辨风云雨雪
——大气遥感应用
1．云的形成和表征
2．热带气旋及台风
3．冷暖交汇的温带气旋
4．云带、云线，天气多变
5．花团锦簇的云团
6．天上钧钩云，地上雨淋淋
7．阴霾朦朦的雾
8．大气温度监测
9．大气水汽测量
10．影响天气系统的地球辐射收支
11．影响空气质量的大气气溶胶
12．紫外线和大气臭氧
13．引起全球关注的温室效应
14．保护地球大气环境
15．微波遥感技术一新的风暴追踪手段
16．新一代测风遥感技术-激光雷达

第七章 探索海洋奥秘
——海洋遥感应用
1．海水的潮涨潮落
2．各种色彩的海洋赤潮
3．气候变暖带来的海洋灾害
4．海洋碳循环
5．并不平坦的海面
6．海岸带的变化——沧海桑田
7．近海环流是如何形成的
8．海洋重力场监测
9．海洋内波-潜艇的杀手
10．江河泥沙淤积监测
11．海冰一泰坦尼克号悲剧的祸首
12．海洋初级生产力遥感监测

第八章 认识生命现象
——空间生命科学及生物技术研究
1．迈向空间生命科学研究的第一步
2．神舟号飞船中的空间生命科学与生物技术研究
3．微重力环境对植物的影响
4．微重力环境对动物行为的影响
5．微生物也会感受到空间特殊性
6．人如何在太空长期生存
7．探索受控生态生命保障系统
8．移居太空的奇思妙想
9．空间生物技术的利用与控制
10．空间辐射生物学研究
11．空间研究实验设备与技术
12．生命起源及空间生命科学的未来

第九章 铸炼材料品格
——空间材料科学研究
1．推进人类文明的材料科学
2．辉煌的硅时代
3．神奇的纳米材料
4．有趣的超导现象
5．材料科学家的困惑
6．特殊环境中孕育的新学科
7．崎岖的创新历程
8．璀璨的科技之星
9．摘自九天的宝石
10．太空中的水晶宫
11．秘境夺奇的金属玻璃球
12．液态金属的润湿奥秘
13．神舟号飞船上的材料工厂
14．航天时代对材料的新要求

第十章 流动的物质世界
——微重力流体物理学研究
1．流体物理学
2．微重力流体现象
3．液体的天然形状
4．水往高处流
5．不同环境下容器中液体的形状
6．太空中的气泡和液滴
7．微重力条件下的对流
8．气泡运动和马朗戈尼迁移
9．流体力学中的液桥实验
10．变幻莫测的气液两相流现象
11．微重力环境中的复杂流体现象
12．颗粒物质的运动规律
13．微重力环境中的燃烧和航天器火灾

第十一章 邃密浩瀚的宇宙
——空间天文观测研究
1．宇宙广阔无垠
2．来自宇宙空间的微小粒子
3．为什么电磁辐射统称“光子”
4．在太空揭示宇宙的秘密-空间天文学
5．多种“眼睛”看宇宙
6．太阳耀斑、超新星、宇宙Y暴
7．神舟号飞船的v暴探测器及其观测
8．太阳x射线耀斑和太阳风暴
9．来自宇宙深处的神秘爆炸一宇宙y暴
10．近地轨道上的电子“陷阱”
11．高空气球-神舟号飞船-嫦娥1号

第十二章 发展、创新、求索
——空间应用未来展望
1．载人航天应用的技术支持
2．空间科学与应用研究对载人航天发展的推进作用
3．空间科学与应用研究诱发的太空产业梦想
4．空间应用推动高新技术发展
5．认知求索，做开发宇宙的先锋
6．神舟7号开拓了空间应用新思路
7．中国后续航天应用任务初窥

精彩书摘

人类每迈出地球一步，都会获得丰厚的回报。飞机的发明使地球变小了，人们乘坐飞机，40多个小时就能环绕地球飞行一周。卫星应用促进了全球通信和导航事业的发展，人们坐在电视机前，就可以收看到中国航天员翟志刚在太空出舱活动的情景；发生在伊拉克的战事，1分钟之内就可以传遍全球；远在异国他乡的游子，可以通过电话和家人互祝“新年快乐”；茫茫大海上的船只，戈壁沙漠中的探险者，不用再担心迷失方向……
卫星等无人航天器带来的便利，仅仅是利用现代高技术设备，在航天器平台上采用自动控制或远程控制技术来实现的。载人航天的出现，从本质上改变了人类航天应用的模式。
人的智慧和能力具有任何仪器设备都无法比拟的优势。人乘坐航天器亲临太空，可以参与现场的实时判断，控制仪器设备以最优的模式工作，实现最好的应用，大大提高航天活动的效率；人可以直接对运行的仪器设备进行状态监视和控制，简化复杂的测量控制过程，从而最大限度地提高设备的可靠性和应用置信度；人还可以对运行在空间的仪器设备进行维修、更换、升级、调试，提高或延长设备的使用寿命，节约航天应用成本。有人参与的优势，使得一些在无人航天器上无法完成的应用任务，在载人航天器上变得十分简单易行，这极大地丰富了人类对空间资源的开发利用范畴……当代科学家希望通过载人航天实现人类广泛的应用需求。
回顾半个世纪的载人航天发展史，可以将载人航天应用归纳为以下三个方面。
第一，利用航天器和太空的特殊环境，如微重力、太空辐射等，在航天员的参与下，建造良好的空间实验平台。航天员可以像在地面实验室一样开展各种科学实验，开辟认识和掌握科学规律的新途径，并从事服务于人类现实生产活动的应用研究。科学家希望在载人航天器上发展出空间生物制药、新材料和特殊材料生产基地，直接造福人类。
……

前言/序言

《星海寻珍：深空矿产的开采、加工与可持续发展》 内容提要 本书并非聚焦于当前已有的空间探索与浅层资源利用，而是将目光投向更遥远、更具挑战性的前沿领域——深空天体的矿产资源开发。本书系统性地探讨了从太阳系内的小行星带、月球极地永久阴影区（PSR）之外的月表富集矿藏，乃至更远的三大类地外天体（富含水冰的彗星、金属小行星和碳质球粒陨石母体）中潜在的战略性矿物。全书立足于工程学、材料科学和经济可行性的交叉视角，旨在构建一个关于未来地外资源大规模、可持续开发的理论框架与技术路线图。 第一部分：宇宙矿产资源的普查与潜力评估 本部分深入分析了我们如何识别和量化深空资源。 第一章：太阳系矿物分布的非均匀性与分类 小行星带的“矿石”矩阵： 详细区分了M型（金属富集）、S型（硅酸盐/橄榄石富集）和小行星带中潜在的C型（碳质）天体。重点剖析了基于光谱学和重力梯度测量的资源富集热点识别技术。 月球深层与极区外资源： 超越了对水冰的传统关注，本书关注月幔物质（如钛铁矿、富集稀土的火山岩）的分布规律及其开采的工业价值。 彗星与近地天体（NEOs）的挥发物与贵金属： 探讨了彗星作为“冰库”和“铂族元素（PGM）储藏库”的双重角色，并评估了通过轨道转移技术捕获小型、富集度高的NEOs的可行性。 第二章：地外资源勘探技术的前沿进展 主动遥感与原位分析： 介绍利用中子光谱仪、伽马射线能谱仪进行元素定位的技术，以及微型化钻探取样和质谱分析设备在极端环境下的适应性改造。 自动化集群勘探系统： 探讨了利用小型、自主导航的“探针群”对广阔区域进行快速、低成本扫描的未来模式，以及数据融合算法在确定开采目标优先级中的作用。 第二部分：太空采矿工程与关键技术突破 本部分聚焦于将理论潜力转化为实际可操作的采矿系统的工程挑战。 第三章：无重力与低重力环境下的采矿技术选择 撞击与挖掘的悖论： 阐述在微重力环境下，传统的重力辅助挖掘手段失效。重点研究了利用动量转移（如脉冲式或电磁推进式挖掘机）来克服惯性，实现材料抓取的工程学设计。 锚定与姿态控制： 针对小行星等无固定表面的目标，分析了使用多点固定锚（如喷射式螺栓或化学粘合剂）来稳定采矿作业平台的技术路线，以及姿态控制系统对采矿精度的影响。 熔融与捕获技术： 针对高品位金属小行星，探讨了使用聚焦太阳能或微波束进行定向熔融，并利用磁流体力学方法捕获液态金属流体的工艺流程。 第四章：空间原位资源利用（ISRU）的深度集成 大气与表面物质的提炼： 详细分析了如何从月壤和富含挥发物的角砾岩中，通过高温真空热解和电化学还原法，高效分离出氧气、硅、铝和镁等结构材料。 闭环生命支持与建筑材料的现场合成： 探讨利用提炼出的基础材料，结合增材制造（3D打印）技术，在太空环境中直接制造辐射屏蔽层、居住舱结构以及推进剂储存罐的工艺流程，实现补给依赖的最小化。 第三部分：深空资源的加工、运输与经济学分析 本部分将目光转向资源开采后的价值实现环节。 第五章：高效分离与精炼工艺的优化 磁选与密度分离在真空下的应用： 论述了在没有对流和沉降作用的太空中，如何依赖磁性和密度差异，通过精确控制的离心力或电场力来分离不同矿物组分。 模块化精炼系统设计： 提出模块化、可升级的行星际精炼站概念，强调系统的小型化、高能效以及故障自修复能力，以适应长期、远程的无人值守操作。 第六章：地外产品与地球市场的对接 太空制成品与地球需求的匹配： 评估了在太空中生产的超纯硅、特殊合金或在微重力下形成的晶体材料（如光纤）的独特性，及其对地球高端制造业的潜在颠覆性影响。 轨道内资源转运架构： 详细比较了“地球-轨道-月球（LEO/GEO/Lunar）”三角区内，不同燃料和运输载具的成本效益分析，重点评估了利用地外资源生产的推进剂在支撑深空任务中的经济杠杆效应。 第七章：可持续发展、法律框架与伦理考量 “采尽”风险与动态保护： 提出了在深空资源开发中如何避免对关键天体进行“采尽式”开采的策略，包括设立“资源储备区”和“科学优先区”的机制。 国际合作与产权界定： 分析了当前国际空间条约在应对大规模商业开采活动时的法律真空，并探讨了构建适应新时代商业模式的、公平且可执行的资源分配和收益共享框架的必要性。 长期环境影响评估： 初步探讨了大规模小行星捕获或资源开采活动可能对太阳系内天体轨道动力学、微流星体环境产生的长期、微小但累积的效应，并提出环境减缓措施。 总结：通向星际文明的基石 本书综合了前沿科学发现与尖端工程实践，描绘了人类从依赖地球单一资源走向多天体资源共享的宏伟蓝图。它不仅是技术手册，更是对未来几代太空经济参与者的战略指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来了很多惊喜，虽然我本身对太空探索的了解仅限于科幻电影和一些科普纪录片，但这本书的叙事方式却非常引人入胜。作者并没有一开始就抛出一堆专业术语，而是从一个非常宏观的视角切入，仿佛带领读者进行了一次时空的旅行。开头部分对宇宙的起源、恒星的诞生和死亡的描绘，充满了诗意和哲学的思考，让人不禁感叹宇宙的浩瀚与神秘。接着，作者巧妙地将人类探索太空的历史进程融入其中，从早期对月球的憧憬，到登陆火星的梦想，再到更遥远的星际旅行的畅想，每一步都充满了艰辛与智慧。最让我印象深刻的是，作者在描述那些伟大的航天成就时，不仅仅是罗列数据和事件，而是深入挖掘了背后科学家们的付出、团队的协作以及无数次的失败与坚持。那种对知识的渴求、对未知的勇气，以及人类作为一个整体不断挑战极限的精神，被描绘得淋漓尽致，让人心潮澎湃。读完这部分，我感觉自己仿佛亲历了人类迈向星辰大海的伟大征程，对太空的敬畏之情油然而生，也对人类文明的未来充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格非常独特，它不像很多科普书那样冷冰冰地陈述事实，而是充满了人文关怀和人文精神。在描述那些艰深的科学理论时，作者总能巧妙地穿插一些历史故事、人物传记，或者是相关的文学、艺术作品，将科学与人文巧妙地结合在一起。例如，在谈到牛顿的万有引力定律时，作者不仅解释了其科学原理，还描绘了牛顿当时所处的时代背景，以及这项发现对人类科学思想产生的革命性影响。在探讨宇宙的起源时，作者还引用了一些古老的哲学和神话传说，将人类对宇宙的理解与人类文明的演进联系起来，展现了科学探索背后更深层次的文化根源。这种写法，让我感觉阅读的不仅仅是一本科普书，更是一本关于人类智慧、文化和梦想的史诗。它让科学不再是冰冷的公式和枯燥的实验，而是充满了生命力和温度，能够触及人心最柔软的地方。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的某些章节对我来说有些挑战，需要反复阅读才能理解其中的深意。尤其是在涉及到一些前沿的物理理论，比如弦理论、量子纠缠等方面，作者的阐述非常深入，但同时我也能感受到他试图用最通俗易懂的方式来解释这些复杂的概念。尽管如此，我依然能从中感受到作者对这些领域的深刻理解和热情。他并没有回避科学研究中的不确定性和争议，而是坦诚地呈现了科学界正在进行的各种探索和争论，这让我觉得非常真实和可贵。这本书更像是一扇门，为我打开了一个全新的认知宇宙的窗口，虽然我现在还无法完全窥见里面的全貌，但它已经在我心中种下了好奇的种子。我开始主动去查阅更多相关的资料，去了解那些我尚未理解的概念。这本书的价值在于，它不仅仅传递了知识，更重要的是激发了我的学习兴趣和探索精神，让我愿意去主动拥抱那些未知的领域，去追寻那些更深层次的答案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都超出了我的预期。我原本以为它会是一本比较偏向理论的科普读物，但实际上，它更像是一场关于人类未来发展方向的深刻探讨。作者在描绘宏伟宇宙图景的同时，将视角拉回到地球，思考人类文明在宇宙中的定位以及未来可能的发展方向。其中关于“地球之外是否存在生命”的章节，让我看到了作者严谨的科学态度和丰富的想象力。他不仅列举了各种支持地外生命存在的证据和理论，还对搜寻地外生命的各种方法进行了详细的介绍，从SETI计划到探索系外行星的大气成分，每一种方法都充满了科学家的智慧和耐心。更让我感到兴奋的是，作者还大胆地畅想了人类未来移民太空的可能性，以及在星际空间建立文明的设想。这些内容并不是天马行空的幻想，而是基于现有科学理论和技术趋势进行的合理推演，读来令人既振奋又深思。它让我开始认真思考，人类文明是否注定要走向星辰大海，以及我们为此需要付出怎样的努力。

评分☆☆☆☆☆

这本书在探讨人类如何认识宇宙方面，着实给了我不少启发。它并没有停留在对已知宇宙的介绍，而是深入浅出地解释了我们是如何一步步揭开宇宙面纱的。作者运用了大量生动的比喻和形象化的语言，将那些抽象的物理概念解释得易于理解。例如，在谈到黑洞时，作者并没有直接给出枯燥的定义，而是将其比作宇宙中的“吞噬者”，并详细阐述了它对周围时空的影响，这种描述方式让我对这一神秘天体有了更直观的认识。此外，书中对各种观测手段的介绍也颇具匠心，从地面望远镜到太空望远镜，从射电望远镜到引力波探测器，作者一步步展示了人类是如何利用不同的工具，捕捉来自遥远宇宙的信号，从而构建出我们对宇宙的认知图景。其中关于暗物质和暗能量的讨论，更是让我对宇宙的组成和演化有了全新的思考。作者并没有给出现成的答案，而是引导读者去思考其中的未解之谜，这种开放式的探讨方式，激发了我更深入的求知欲。