探秘太空：淺析空間資源開發與利用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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顧逸東 等 編

圖書標籤:

• 太空資源
• 空間開發
• 空間利用
• 航天科技
• 未來科技
• 資源戰略
• 地外資源
• 宇宙探索
• 科技前沿
• 可持續發展

齣版社： 中國宇航齣版社

ISBN：9787802184466

版次：1

商品編碼：10791914

包裝：平裝

叢書名： 中國載人航天科普叢書

開本：16開

齣版時間：2011-06-01

用紙：膠版紙

頁數：290

字數：304000

正文語種：中文

內容簡介

《探秘太空：淺析空間資源開發與利用》簡要介紹瞭空間資源和空間環境的特點，載人航天應用的領域和範圍，航天遙感原理、技術和常見的航天遙感器；詳細介紹瞭載人航天在空間對地觀測、大氣和海洋監測、空間生命科學、空間材料製造、空間科學實驗、空間天文觀測等方麵的應用及中國載人航天取得的研究成果，概要介紹瞭載人航天應用的發展前景。
《探秘太空：淺析空間資源開發與利用》內容豐富，圖文並茂，知識性強，力求做到深入淺齣，通俗易懂，具有較強的科普性，適閤相關專業科技人員、管理人員和高中以上文化程度的航天愛好者閱讀。

內頁插圖

目錄

第一章 載人航天應用
——空間資源開發與利用綜述
1．載人航天應用的領域
2．資源、空間與應用
3．空間層圈與空間應用
4．載人航天的軌道空間環境
5．軌道高度資源及航天遙感技術
6．航天遙感器的能力是如何來的
7．國內外載人航天遙感應用研究
8．微重力資源和應用
9．國際載人航天的空間科學研究
10．中國載人航天的空間科學實驗研究
11．空間——理想的科學實驗室
12．載人航天應用引領高科技發展

第二章 巡天保駕護航
——空間環境預報與探測研究
1．飛嚮太空，知而後行
2．空間環境科學的研究內容
3．空間環境對航天活動的影響
4．高層大氣對航天器軌道高度的影響
5．高能帶電粒子對航天活動的影響
6．航天器帶電及其危害
7．微流星對航天器的威脅
8．威脅航天器安全的空間碎片
9．空間原子氧對航天器的侵蝕
10．空間環境預報
11．為神舟保駕護航
12．空間環境預報一載人航天安全的重要保障
13．神舟號飛船-空間環境實時監測的重要平颱
14．我國空間環境的地基探測
15．空間環境科學引領宇宙遠航

第三章 萬能智慧之眼
——航天遙感器
1．什麼是遙感
2．遙感器的“眼睛”-光電探測器
3．韆裏眼的視力-遙感器的分辨率
4．光機掃描式光學遙感儀
5．推掃型光學遙感儀
6．高光譜分辨率遙感器-成像光譜儀
7．紅外探測器的製冷
8．穿透能力強大的微波遙感器
9．穿雲破霧的閤成孔徑雷達
10．能辨彆分厘的微波高度計
11．能辨識真僞的微波輻射計
12．善觀風嚮的微波散射計
13．神舟號飛船裏的遙感乘客

第四章 睿智巧譯天書
——遙感信息處理應用研究
1．地物目標分類和遙感應用處理
2．繁復的遙感圖像處理加工
3．圖像校正-還圖像以準確的位置與色調
4．圖像變換-加工提取信息的法寶
5．圖像分類-物以類聚的遙感實踐
6．“天一空-地”同步聯動觀測
7．隱含多維光譜信息的圖像立方體
8．遙感信息定量化
9．遙感應用的波譜庫
10．遙感仿真係統

第五章 鳥瞰廣袤大地
——陸地遙感應用
1．從太空鳥瞰地球傢園
2．監測地錶土壤水分和乾旱
3．探測青藏高原的積雪
4．探知陸地淨初級生産力
5．估算農作物産量
6．土地利用與土地覆蓋調查
7．地質構造與礦産遙感
8．水體及水汙染監測
9．防災減災與遙感應用
10．待解的遙感謎團

第六章 善辨風雲雨雪
——大氣遙感應用
1．雲的形成和錶徵
2．熱帶氣鏇及颱風
3．冷暖交匯的溫帶氣鏇
4．雲帶、雲綫，天氣多變
5．花團錦簇的雲團
6．天上鈞鈎雲，地上雨淋淋
7．陰霾朦朦的霧
8．大氣溫度監測
9．大氣水汽測量
10．影響天氣係統的地球輻射收支
11．影響空氣質量的大氣氣溶膠
12．紫外綫和大氣臭氧
13．引起全球關注的溫室效應
14．保護地球大氣環境
15．微波遙感技術一新的風暴追蹤手段
16．新一代測風遙感技術-激光雷達

第七章 探索海洋奧秘
——海洋遙感應用
1．海水的潮漲潮落
2．各種色彩的海洋赤潮
3．氣候變暖帶來的海洋災害
4．海洋碳循環
5．並不平坦的海麵
6．海岸帶的變化——滄海桑田
7．近海環流是如何形成的
8．海洋重力場監測
9．海洋內波-潛艇的殺手
10．江河泥沙淤積監測
11．海冰一泰坦尼剋號悲劇的禍首
12．海洋初級生産力遙感監測

第八章 認識生命現象
——空間生命科學及生物技術研究
1．邁嚮空間生命科學研究的第一步
2．神舟號飛船中的空間生命科學與生物技術研究
3．微重力環境對植物的影響
4．微重力環境對動物行為的影響
5．微生物也會感受到空間特殊性
6．人如何在太空長期生存
7．探索受控生態生命保障係統
8．移居太空的奇思妙想
9．空間生物技術的利用與控製
10．空間輻射生物學研究
11．空間研究實驗設備與技術
12．生命起源及空間生命科學的未來

第九章 鑄煉材料品格
——空間材料科學研究
1．推進人類文明的材料科學
2．輝煌的矽時代
3．神奇的納米材料
4．有趣的超導現象
5．材料科學傢的睏惑
6．特殊環境中孕育的新學科
7．崎嶇的創新曆程
8．璀璨的科技之星
9．摘自九天的寶石
10．太空中的水晶宮
11．秘境奪奇的金屬玻璃球
12．液態金屬的潤濕奧秘
13．神舟號飛船上的材料工廠
14．航天時代對材料的新要求

第十章 流動的物質世界
——微重力流體物理學研究
1．流體物理學
2．微重力流體現象
3．液體的天然形狀
4．水往高處流
5．不同環境下容器中液體的形狀
6．太空中的氣泡和液滴
7．微重力條件下的對流
8．氣泡運動和馬朗戈尼遷移
9．流體力學中的液橋實驗
10．變幻莫測的氣液兩相流現象
11．微重力環境中的復雜流體現象
12．顆粒物質的運動規律
13．微重力環境中的燃燒和航天器火災

第十一章 邃密浩瀚的宇宙
——空間天文觀測研究
1．宇宙廣闊無垠
2．來自宇宙空間的微小粒子
3．為什麼電磁輻射統稱“光子”
4．在太空揭示宇宙的秘密-空間天文學
5．多種“眼睛”看宇宙
6．太陽耀斑、超新星、宇宙Y暴
7．神舟號飛船的v暴探測器及其觀測
8．太陽x射綫耀斑和太陽風暴
9．來自宇宙深處的神秘爆炸一宇宙y暴
10．近地軌道上的電子“陷阱”
11．高空氣球-神舟號飛船-嫦娥1號

第十二章 發展、創新、求索
——空間應用未來展望
1．載人航天應用的技術支持
2．空間科學與應用研究對載人航天發展的推進作用
3．空間科學與應用研究誘發的太空産業夢想
4．空間應用推動高新技術發展
5．認知求索，做開發宇宙的先鋒
6．神舟7號開拓瞭空間應用新思路
7．中國後續航天應用任務初窺

精彩書摘

人類每邁齣地球一步，都會獲得豐厚的迴報。飛機的發明使地球變小瞭，人們乘坐飛機，40多個小時就能環繞地球飛行一周。衛星應用促進瞭全球通信和導航事業的發展，人們坐在電視機前，就可以收看到中國航天員翟誌剛在太空齣艙活動的情景；發生在伊拉剋的戰事，1分鍾之內就可以傳遍全球；遠在異國他鄉的遊子，可以通過電話和傢人互祝“新年快樂”；茫茫大海上的船隻，戈壁沙漠中的探險者，不用再擔心迷失方嚮……
衛星等無人航天器帶來的便利，僅僅是利用現代高技術設備，在航天器平颱上采用自動控製或遠程控製技術來實現的。載人航天的齣現，從本質上改變瞭人類航天應用的模式。
人的智慧和能力具有任何儀器設備都無法比擬的優勢。人乘坐航天器親臨太空，可以參與現場的實時判斷，控製儀器設備以最優的模式工作，實現最好的應用，大大提高航天活動的效率；人可以直接對運行的儀器設備進行狀態監視和控製，簡化復雜的測量控製過程，從而最大限度地提高設備的可靠性和應用置信度；人還可以對運行在空間的儀器設備進行維修、更換、升級、調試，提高或延長設備的使用壽命，節約航天應用成本。有人參與的優勢，使得一些在無人航天器上無法完成的應用任務，在載人航天器上變得十分簡單易行，這極大地豐富瞭人類對空間資源的開發利用範疇……當代科學傢希望通過載人航天實現人類廣泛的應用需求。
迴顧半個世紀的載人航天發展史，可以將載人航天應用歸納為以下三個方麵。
第一，利用航天器和太空的特殊環境，如微重力、太空輻射等，在航天員的參與下，建造良好的空間實驗平颱。航天員可以像在地麵實驗室一樣開展各種科學實驗，開闢認識和掌握科學規律的新途徑，並從事服務於人類現實生産活動的應用研究。科學傢希望在載人航天器上發展齣空間生物製藥、新材料和特殊材料生産基地，直接造福人類。
……

前言/序言

《星海尋珍：深空礦産的開采、加工與可持續發展》 內容提要 本書並非聚焦於當前已有的空間探索與淺層資源利用，而是將目光投嚮更遙遠、更具挑戰性的前沿領域——深空天體的礦産資源開發。本書係統性地探討瞭從太陽係內的小行星帶、月球極地永久陰影區（PSR）之外的月錶富集礦藏，乃至更遠的三大類地外天體（富含水冰的彗星、金屬小行星和碳質球粒隕石母體）中潛在的戰略性礦物。全書立足於工程學、材料科學和經濟可行性的交叉視角，旨在構建一個關於未來地外資源大規模、可持續開發的理論框架與技術路綫圖。 第一部分：宇宙礦産資源的普查與潛力評估 本部分深入分析瞭我們如何識彆和量化深空資源。 第一章：太陽係礦物分布的非均勻性與分類 小行星帶的“礦石”矩陣： 詳細區分瞭M型（金屬富集）、S型（矽酸鹽/橄欖石富集）和小行星帶中潛在的C型（碳質）天體。重點剖析瞭基於光譜學和重力梯度測量的資源富集熱點識彆技術。 月球深層與極區外資源： 超越瞭對水冰的傳統關注，本書關注月幔物質（如鈦鐵礦、富集稀土的火山岩）的分布規律及其開采的工業價值。 彗星與近地天體（NEOs）的揮發物與貴金屬： 探討瞭彗星作為“冰庫”和“鉑族元素（PGM）儲藏庫”的雙重角色，並評估瞭通過軌道轉移技術捕獲小型、富集度高的NEOs的可行性。 第二章：地外資源勘探技術的前沿進展 主動遙感與原位分析： 介紹利用中子光譜儀、伽馬射綫能譜儀進行元素定位的技術，以及微型化鑽探取樣和質譜分析設備在極端環境下的適應性改造。 自動化集群勘探係統： 探討瞭利用小型、自主導航的“探針群”對廣闊區域進行快速、低成本掃描的未來模式，以及數據融閤算法在確定開采目標優先級中的作用。 第二部分：太空采礦工程與關鍵技術突破 本部分聚焦於將理論潛力轉化為實際可操作的采礦係統的工程挑戰。 第三章：無重力與低重力環境下的采礦技術選擇 撞擊與挖掘的悖論： 闡述在微重力環境下，傳統的重力輔助挖掘手段失效。重點研究瞭利用動量轉移（如脈衝式或電磁推進式挖掘機）來剋服慣性，實現材料抓取的工程學設計。 錨定與姿態控製： 針對小行星等無固定錶麵的目標，分析瞭使用多點固定錨（如噴射式螺栓或化學粘閤劑）來穩定采礦作業平颱的技術路綫，以及姿態控製係統對采礦精度的影響。 熔融與捕獲技術： 針對高品位金屬小行星，探討瞭使用聚焦太陽能或微波束進行定嚮熔融，並利用磁流體力學方法捕獲液態金屬流體的工藝流程。 第四章：空間原位資源利用（ISRU）的深度集成 大氣與錶麵物質的提煉： 詳細分析瞭如何從月壤和富含揮發物的角礫岩中，通過高溫真空熱解和電化學還原法，高效分離齣氧氣、矽、鋁和鎂等結構材料。 閉環生命支持與建築材料的現場閤成： 探討利用提煉齣的基礎材料，結閤增材製造（3D打印）技術，在太空環境中直接製造輻射屏蔽層、居住艙結構以及推進劑儲存罐的工藝流程，實現補給依賴的最小化。 第三部分：深空資源的加工、運輸與經濟學分析 本部分將目光轉嚮資源開采後的價值實現環節。 第五章：高效分離與精煉工藝的優化 磁選與密度分離在真空下的應用： 論述瞭在沒有對流和沉降作用的太空中，如何依賴磁性和密度差異，通過精確控製的離心力或電場力來分離不同礦物組分。 模塊化精煉係統設計： 提齣模塊化、可升級的行星際精煉站概念，強調係統的小型化、高能效以及故障自修復能力，以適應長期、遠程的無人值守操作。 第六章：地外産品與地球市場的對接 太空製成品與地球需求的匹配： 評估瞭在太空中生産的超純矽、特殊閤金或在微重力下形成的晶體材料（如光縴）的獨特性，及其對地球高端製造業的潛在顛覆性影響。 軌道內資源轉運架構： 詳細比較瞭“地球-軌道-月球（LEO/GEO/Lunar）”三角區內，不同燃料和運輸載具的成本效益分析，重點評估瞭利用地外資源生産的推進劑在支撐深空任務中的經濟杠杆效應。 第七章：可持續發展、法律框架與倫理考量 “采盡”風險與動態保護： 提齣瞭在深空資源開發中如何避免對關鍵天體進行“采盡式”開采的策略，包括設立“資源儲備區”和“科學優先區”的機製。 國際閤作與産權界定： 分析瞭當前國際空間條約在應對大規模商業開采活動時的法律真空，並探討瞭構建適應新時代商業模式的、公平且可執行的資源分配和收益共享框架的必要性。 長期環境影響評估： 初步探討瞭大規模小行星捕獲或資源開采活動可能對太陽係內天體軌道動力學、微流星體環境産生的長期、微小但纍積的效應，並提齣環境減緩措施。 總結：通嚮星際文明的基石 本書綜閤瞭前沿科學發現與尖端工程實踐，描繪瞭人類從依賴地球單一資源走嚮多天體資源共享的宏偉藍圖。它不僅是技術手冊，更是對未來幾代太空經濟參與者的戰略指南。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的某些章節對我來說有些挑戰，需要反復閱讀纔能理解其中的深意。尤其是在涉及到一些前沿的物理理論，比如弦理論、量子糾纏等方麵，作者的闡述非常深入，但同時我也能感受到他試圖用最通俗易懂的方式來解釋這些復雜的概念。盡管如此，我依然能從中感受到作者對這些領域的深刻理解和熱情。他並沒有迴避科學研究中的不確定性和爭議，而是坦誠地呈現瞭科學界正在進行的各種探索和爭論，這讓我覺得非常真實和可貴。這本書更像是一扇門，為我打開瞭一個全新的認知宇宙的窗口，雖然我現在還無法完全窺見裏麵的全貌，但它已經在我心中種下瞭好奇的種子。我開始主動去查閱更多相關的資料，去瞭解那些我尚未理解的概念。這本書的價值在於，它不僅僅傳遞瞭知識，更重要的是激發瞭我的學習興趣和探索精神，讓我願意去主動擁抱那些未知的領域，去追尋那些更深層次的答案。

評分☆☆☆☆☆

這本書在探討人類如何認識宇宙方麵，著實給瞭我不少啓發。它並沒有停留在對已知宇宙的介紹，而是深入淺齣地解釋瞭我們是如何一步步揭開宇宙麵紗的。作者運用瞭大量生動的比喻和形象化的語言，將那些抽象的物理概念解釋得易於理解。例如，在談到黑洞時，作者並沒有直接給齣枯燥的定義，而是將其比作宇宙中的“吞噬者”，並詳細闡述瞭它對周圍時空的影響，這種描述方式讓我對這一神秘天體有瞭更直觀的認識。此外，書中對各種觀測手段的介紹也頗具匠心，從地麵望遠鏡到太空望遠鏡，從射電望遠鏡到引力波探測器，作者一步步展示瞭人類是如何利用不同的工具，捕捉來自遙遠宇宙的信號，從而構建齣我們對宇宙的認知圖景。其中關於暗物質和暗能量的討論，更是讓我對宇宙的組成和演化有瞭全新的思考。作者並沒有給齣現成的答案，而是引導讀者去思考其中的未解之謎，這種開放式的探討方式，激發瞭我更深入的求知欲。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來瞭很多驚喜，雖然我本身對太空探索的瞭解僅限於科幻電影和一些科普紀錄片，但這本書的敘事方式卻非常引人入勝。作者並沒有一開始就拋齣一堆專業術語，而是從一個非常宏觀的視角切入，仿佛帶領讀者進行瞭一次時空的旅行。開頭部分對宇宙的起源、恒星的誕生和死亡的描繪，充滿瞭詩意和哲學的思考，讓人不禁感嘆宇宙的浩瀚與神秘。接著，作者巧妙地將人類探索太空的曆史進程融入其中，從早期對月球的憧憬，到登陸火星的夢想，再到更遙遠的星際旅行的暢想，每一步都充滿瞭艱辛與智慧。最讓我印象深刻的是，作者在描述那些偉大的航天成就時，不僅僅是羅列數據和事件，而是深入挖掘瞭背後科學傢們的付齣、團隊的協作以及無數次的失敗與堅持。那種對知識的渴求、對未知的勇氣，以及人類作為一個整體不斷挑戰極限的精神，被描繪得淋灕盡緻，讓人心潮澎湃。讀完這部分，我感覺自己仿佛親曆瞭人類邁嚮星辰大海的偉大徵程，對太空的敬畏之情油然而生，也對人類文明的未來充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期。我原本以為它會是一本比較偏嚮理論的科普讀物，但實際上，它更像是一場關於人類未來發展方嚮的深刻探討。作者在描繪宏偉宇宙圖景的同時，將視角拉迴到地球，思考人類文明在宇宙中的定位以及未來可能的發展方嚮。其中關於“地球之外是否存在生命”的章節，讓我看到瞭作者嚴謹的科學態度和豐富的想象力。他不僅列舉瞭各種支持地外生命存在的證據和理論，還對搜尋地外生命的各種方法進行瞭詳細的介紹，從SETI計劃到探索係外行星的大氣成分，每一種方法都充滿瞭科學傢的智慧和耐心。更讓我感到興奮的是，作者還大膽地暢想瞭人類未來移民太空的可能性，以及在星際空間建立文明的設想。這些內容並不是天馬行空的幻想，而是基於現有科學理論和技術趨勢進行的閤理推演，讀來令人既振奮又深思。它讓我開始認真思考，人類文明是否注定要走嚮星辰大海，以及我們為此需要付齣怎樣的努力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的寫作風格非常獨特，它不像很多科普書那樣冷冰冰地陳述事實，而是充滿瞭人文關懷和人文精神。在描述那些艱深的科學理論時，作者總能巧妙地穿插一些曆史故事、人物傳記，或者是相關的文學、藝術作品，將科學與人文巧妙地結閤在一起。例如，在談到牛頓的萬有引力定律時，作者不僅解釋瞭其科學原理，還描繪瞭牛頓當時所處的時代背景，以及這項發現對人類科學思想産生的革命性影響。在探討宇宙的起源時，作者還引用瞭一些古老的哲學和神話傳說，將人類對宇宙的理解與人類文明的演進聯係起來，展現瞭科學探索背後更深層次的文化根源。這種寫法，讓我感覺閱讀的不僅僅是一本科普書，更是一本關於人類智慧、文化和夢想的史詩。它讓科學不再是冰冷的公式和枯燥的實驗，而是充滿瞭生命力和溫度，能夠觸及人心最柔軟的地方。