太阳系无人探测历程(第2卷停滞与复兴1983-1996年)(精)
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作者[意]保罗.乌利维戴维.M.哈兰（英）著
出版社中国宇航出版社
ISBN9787515917719
出版时间2020-04
装帧精装
开本其他
定价188元
货号30894817
上书时间2024-06-29
商品详情
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作者简介
何秋鹏，硕士研究生，中国空间技术研究院总体部高级工程师，从事深空探测器总体设计工作，曾参加嫦娥三号、嫦娥五号等多个国家重大专项的研制工作。
目录
第5章 哈雷的时代
5.1 危机
5.2 金星的容貌
5.3 一生的任务
5.4 飞往金星的气球
5.5 一个探测器，两段旅程
5.6 但是乔托号探测器在呐喊
5.7 扩展任务
5.8 低成本任务：只选一个
5.9 彗星狂潮
5.10 害虫的兴起
5.11 向着太阳的方向
5.12 进入无限
5.13 欧洲奋起直追
参考文献
第6章 旗舰任务时代
6.1 苏联最后的溃败
6.2 对地狱成像
6.3 勉强的旗舰
6.4 微小行星中的小行星
6.5 伽利略号探测器成为木星的卫星
6.6 返回木卫二和木卫一
6.7 飞越海格力斯之柱
6.8 至暗时刻
6.9 过期且过于昂贵
参考文献
第7章 更快、更省、更好
7.1 太阳帆的回归
7.2 新希望
7.3 与爱神相恋
7.4 完成普查
7.5 低成本杰作
7.6 毁掉遗产
7.7 行驶在火星上
7.8 世界范围内的火星探测
7.9 同时期的美国
参考文献
术语表
附录1
附录2
附录3
参考文献
延伸阅读
系列丛书目录
内容摘要
本书全面地介绍了人类利用深空探测器对太阳系开
展的无人探测，深入浅出地详细描绘了整个人类深空探测发展的历史，对每个探测器的设计、飞行过程，取得的成果、遇到的故障都进行了详细的解读，是一本名副其实的太阳系无人探测的“观察者指南”。全书尽可能多地使用“第一手”材料，从会议论文和报告到科学新闻发布的任务结果，既包括任务成功与失败的记述，又包含一些迄今未讲述的故事。
本书的引入以及翻译都是由我国常年工作在深空探测一线的青年科研人员完成，既对从事深空探测事业的科研工作者或者是准备投身深空探测事业的学生具有重要的参考价值，也会给对太阳系以及航天感兴趣的爱好者带来崭新的感受和体验。
精彩内容
由保罗·乌利维（Paolo Ulivi）和戴维·M.哈兰（David M. Harland）合著的《太阳系无人探测历程》系列丛书，首先是一部记录过去50年惊奇冒险的宏伟编年史。通过本丛书提供的数据、图像以及案例，您可以访问和了解太阳系浩瀚而神奇的疆域，揭露隐藏在角落里和不为人知的故事。本丛书讲述了大量事实和技术细节，内容包括探测任务的概念设计、工程设计以及航天器制造情况，也包括任务实际执行、取得数据的分析过程以及最终科学成果的情况。这些细节大多不为人知，甚至一些技术专家也不例外。这些细节来自很多技术报告，特别是一些临时技术报告，这些报告很少发表且容易被人遗忘。本系列丛书秉承一流的新闻风格，即以一种易读而吸引人的方式讲述故事；同时不失物理和工程水准，即内容绝不是肤浅而含糊的。本书通过翔实的资料确保信息准确，并在参考文献中给出了主要引用来源。未来任何关于空间探测的历史研究都不得不以本系列编年史作为基础。本书还介绍了航天器上仪器的细节，以及如何利用这些仪器完成任务。太空中所用仪器的设计、制造及测试绝非易事，太空环境往往极为严酷，例如太阳附近的太阳辐射和太阳风就常使人望而却步。航天器必须能够可靠地运行多年且无须任何检查和修复，同时对于各种物理量还要有极高的探测灵敏度，如能够探测非常弱的磁场和高能粒子等。海量探测数据存储、处理和传回地球的能力也是成功的必要条件。另外，在地面建立太空环境进行系统测试虽是可能的，但十分困难。我曾担任过尤利西斯（Ulysses）号任务项目的首席科学家 原文为“Principal Investigator”，一般为科学研究项目的负责人。——译者注，在本书中有关于尤利西斯号任务的相关介绍。该任务于1990年发射，首次对黄道面（大部分行星绕太阳运行的平面）外的太阳系环境进行了深入的探测，正如《自然》杂志于2008年7月3日介绍的那样，探测取得了杰出的成果。在不久的将来，约距发射18年后，人们将终止对它的操作，不是因为仪器问题，而是因为放射性同位素燃料届时将耗尽。本系列丛书书名中的“无人” 原文为“Robotic”，直译为“机器人的”。本书为和“载人”相区别，翻译为“无人”。——译者注一词引出了空间探测中的重要争议：载人空间探测是否必要，甚至是否明智？从科学角度国际空间站（International Space Station）的建立是否值得称赞？在这一点上我立场明确：遥感、软件和控制技术的飞速发展使载人空间探测在大多数时间都是无用、昂贵而又危险的。即使从地球发出的无线电信号往返需要数小时——例如惠更斯号探测器降落到土星最大卫星土卫六（Titan）的过程（该任务将在本系列丛书的第三卷中介绍）——即使来自地球的控制有延迟，同时控制人员也不可能对不可预见的情况立即做出反应，无人探测器也可以很好地工作。惠更斯号探测器的自主控制系统可以根据预先规划，对下降过程物理环境的变化自主决定采取何种行动。“探测”（Exploration）一词，通常可以浪漫地理解为大胆的、随心所欲的人们为勘查未知之地和文明所付出的艰辛努力。而在这里，它被赋予了另一层含义：科学仪器为我们提供的视觉和感知能力，远比人的感官更强大，更具有穿透力，同时还能够存储大量科学数据，本系列丛书的内容深入地证实了这一观点。而这也引出了我的最终主题：在太阳系中通过使用无人探测器探索太空来了解空间和时间的结构。正如《牛津英语词典》解释的那样，动词“探测”的含义首先是专业科学机构所做的研究和调查，其次才是对未知之地的勘查。最重要的是，探测太阳系的主要目的并不是大量收集和编目图像和数据，而是对它们所涉及的物理对象的结构、演化历史和运行机制建立理性认识。1958年，在太阳系空间探测之初，自然规律的概念框架已经建立并为人所熟知：首先，行星和其他大天体的运动规律符合艾萨克·牛顿提出的万有引力定律，19世纪和20世纪的英、法数学家使用该定律获得了极其精确的结果；其次，行星系的起源在科学界有着公认的假设，即约45.6亿年前太阳诞生于一个旋转星云的中心，星云中气体和尘埃的塌缩逐渐形成了今天的太阳系。空间探测并没有改变这个总体框架，但它为人类探索宇宙打开了一扇意想不到的窗口，引领了非凡的发现，以下我将引用其中的两个发现。其一，借助空间探测器的广泛勘查，科学家们发现行星和它们的卫星并不完全像牛顿模型中所设想的那样为质点，它们有限的尺寸引起了新的力和潮汐效应，对系统演化有显著影响。1979年，旅行者1号探测器在木星的一颗卫星——木卫一（Io）上发现了几座活火山。实际上，加州大学圣芭芭拉分校的S.J.菲尔 (S.J. Peale)和他的同事们基于木卫二（Europa）和木卫三（Ganymede）对木卫一施加的潮汐力，早已预测了这些火山的存在。其二，空间探测器也使行星大气研究工作取得了巨大的进展，特别是在大气组成、大气演化、大气维持及补偿机制（大气成分会不断地逃逸到外太空）等方面。虽然传统的化学和物理定律能完全适用，但没有理论能够预测或者解释大气中异常丰富的连锁现象和复杂行为，只有通过探测器就位勘查才能揭示和理解。一个突出的例子是人们近期发现了火星表面在过去的地质时期曾存在大量水活动；当然，这表示火星可能存在生命，但对物理定律不能不加批判就全盘接受。实际上，自然定律普遍适用的这种说法是无根据的，也是逻辑不一致的，因为人们没有办法全面验证；我们只能通过确认某个定律是自相矛盾的或者在概念上是不充分的，又或者它与观察结果是相违背的，以否定某个给定的物理定律。众所周知，牛顿的万有引力定律在大多数情况下都与事实结果吻合得很好，但在两种情况下预测的误差却不可接受——它无法解释行星运动的轻微异常以及太阳系中光传播的轻微异常。1915年，阿尔伯特·爱因斯坦宣布使用广义相对论能够合理地解释这两种现象，且能够获得定量的计算结果，这个理论是目前科学界公认的框架。实际上，用于预测和控制行星探测器运动的计算机大型程序都是完全基于相对论数学体系，它们通过引入相对论来适当修正牛顿理论的重要组成部分。理论物理学家所面临的一个主要问题是：广义相对论在何种情况下以及在何种程度上不成立？空间探测器在解决这一根本问题方面发挥着非常重要的作用。它们绕着太阳公转，且彼此距离很远，处在非常空旷的太空环境中，同时免受地球引力及机械干扰（如微振）的影响。随着空间探测器对时间间隔、距离和相对速度测量技术的不断改进，使得对广义相对论预测的检验达到了很高的精确度。值得注意的是，爱因斯坦的相对论在发现90多年后仍是无法撼动的，但否定的声音也在不断增多，同时一些新的探测任务同期也正在准备中，用以探测引力的深层性质。其中一项重要的试验是2002年卡西尼号探测器在行星际空间飞往土星的巡航阶段实施的。该试验利用探测器的无线电系统，并借助NASA深空网位于加利福尼亚州金石天文台的一个特制天线可使两者相对速度的测量达到一个前所未有的精度，使测量相对论效应——通过测量太阳引力场对无线电信号传播的影响——成为可能。测量结果与广义相对论的预测结果高度一致。空间探测不仅能够探测太阳系中天体的工作机制，而且能够研究空间和时间的本质，这一点非常了不起。布鲁诺·贝尔托蒂（Bruno Bertotti）核理论物理系帕维亚大学（意大利）
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