征程 人类探索太空的故事 科学出版社 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。自古以来，人类就对宇宙充满了好奇，并对宇宙的奥秘孜孜以求。人类探索宇宙的历史，是一幅波澜壮阔的画卷。在探索宇宙的过程中，随着科学技术不断进步，人类对宇宙的认知不断加深，人类社会自身的发展进步也深深受益于天文和宇宙学及航天科技的带动。人类作为高级智慧生物，对宇宙、地球与生命的起源、演化和未来的求知是必然的本能。本书以生动浅显的语言，讲述了地球、太阳系、宇宙空间的相关科学知识，介绍了人类探索太空的历史变迁、探索手段和工具的发展、探索所获得的重要发现，介绍了当前在探索太空中面临的科学和技术难题，探讨了地外生命存在的可能性以及人类与地球的未来。本书融科学性、知识性、趣味性于一体，有益于培养科学兴趣、开阔思维视野、挖掘内在潜能，非常适合对科学、宇宙和未来感兴趣的大众读者阅读。

总序（杨玉良）

序（怀进鹏）

引子

第一章 地球母亲

一、地球极简史 9

二、“暗淡蓝点” 15

第二章 太阳系家园

一、八大行星 21

二、提丢斯-波得定则是真的吗？ 25

第三章 宇宙的尺度

一、辽阔的太阳系 31

二、宇宙有多大？ 34

三、量天尺 38

第四章 太空并不“空”

一、地球辐射带 43

二、神奇的粒子 47

第五章 易怒的太阳

一、太阳风 53

二、太阳风暴 57

三、地球的保护伞 58

四、“2012 世界末日”的真相 60

第六章 坐地观天

一、“裸观”时代 71

二、人类的“千里眼” 79

第七章 箭指苍穹

一、万户飞天 97

二、浅识现代火箭 99

三、世界运载火箭家族 106

四、其他空间探索工具 118

第八章 星际穿越

一、离子推进器 125

二、“核”心的力量 126

三、扬“帆”星海 129

四、反物质推进 136

五、虫洞 138

第九章 浅识航天器

一、什么是航天器？ 143

二、骨骼和关节——结构与机构分系统 144

三、皮肤—热控分系统 146

四、小脑——姿态控制分系统 148

五、肌肉——推进分系统 151

六、心脏——电源分系统 152

七、大脑——数据管理分系统 152

八、手机——测控数传分系统 153

第十章 太空漫游

一、无人探测历程 157

二、太空，我来了 176

第十一章 太空发现

一、近地空间 189

二、月球 191

三、近地行星 193

四、远地行星 200

第十二章 “探”以致用

一、微重力实验 207

二、太空育种 208

三、遥感与气象观测 210

四、通信广播 214

五、导航定位 216

六、太空旅游 217

第十三章 技术瓶颈

一、发射成本居高不下 223

二、太空垃圾日益增多 225

三、深空测控与导航能力不足 226

四、太空辐射环境的影响 228

第十四章 太空“流弹”

一、超级“流弹”——空间碎片 233

二、小“流弹”，大威力 236

三、“避弹术” 241

第十五章 步步惊心的太空人

一、“十面埋伏” 251

二、致命辐射从何而来？ 253

三、航天员的妙招 254

第十六章 天地大冲撞

一、小天体的威胁 263

二、“肇事者”从何而来？ 267

三、保卫地球 270

第十七章 科学难题

一、黑洞 277

二、暗物质与暗能量 282

三、宇宙与天体起源 284

第十八章 地球的未来

一、人类会灭亡吗？ 289

二、星际移民 294

第十九章 外星人在哪里？

一、费米悖论的由来 299

二、惊人的假想 305

三、悖论的解释 309

四、戴森球之谜 316

第二十章 飞向宇宙，浩瀚无垠

参考文献

叶培建，中国科学院院士，中国空间技术研究院研究员，获“人民科学家”国家荣誉称号，瑞士科学博士学位，香港理工大学和澳门科技大学荣誉博士学位。我国代传输型做察卫星系列总设计师兼总指挥，“嫦娥一号”卫星总设计师兼总指挥。现任中国空间技术研究院“嫦娥”系列各型号及火星探测器总指挥、总设计师应问，空间科学与深空探测首席科学家。中国科学院的靠前合作“太阳风-磁层相互作用全景成像卫星工程”总设计师；清华大学、浙江大学等高校兼职教授，荣获国家科学技术进步奖特等奖，一等奖及部委级多项奖励，获中华人民共和国成立70周年“好看奋斗者”、全国“五一劳动奖章”、2007年“中国十大科技英才”等荣誉称号。2014年作为团队带头人获得国家科学技术进步奖创新团队奖。2017年1月、靠前小行星中心命名编号456677的小行星为“叶培建星”

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     我们从哪里来，到哪里去？几千年来人类一直在寻找答案。

考古发现，在人类早期历史中，我们的祖先就对人类的起源充满好奇。为了满足这一好奇，人们无数次仰望星空，用有限的想象力编织出许许多多的神话故事，聊以慰藉心中对无限宇宙的怅惘。

人类观测天象的历史由来已久。由于没有精密仪器，古代天文学家用兽皮、龟甲、石刻等方式记录观测结果，无法准确地将看到的景象保存下来。直到1839年，法国画家路易·雅克·曼德·达盖尔（Louis Jacques Mand Daguerre）发明了“达盖尔照相术”①，英国数学家和天文学家约翰·弗里德里希·威廉·赫歇尔（John Friedrich Wilhelm Herschel）创造了“摄影”一词来形容成像过程，随后“摄影”这个词语才逐渐普及开来。

宇宙自大爆炸开始，经过138亿年的演化，形成了震撼人心的瑰丽景象，并对人类产生了深远影响。天上的行星、恒星、星座和星系等，激发了人类在艺术、文学和抽象理论等方面的想象力。但是，在数千年的人类社会发展历史中，人们对宇宙的认知长期停留在非常原始的水平。直到几百年前，我们才明白为什么太空中会有各种不同形状的星系；直到最近几十年，我们才开始探测火星；直到最近十几年，我们才了解土星光环的真实面貌。人类对宇宙的认知越来越深入，这是一代代很好的科学家、工程师和技术人员为了满足人类探索和发现的渴望，经过不懈努力取得的成果。

很多人都曾经有过这样一个梦想：如果我们能够飞上天空该多好！如果我们能够飞上天空，就能俯瞰地球上的江河湖海、高山峡谷、丛林沙漠，就能飞出地球——这粒宇宙中的“尘埃”，就能遨游到广袤宇宙的深处。但由于受科学技术水平的，人们对太空的近距离探索直到20世纪40年代美苏军备竞赛时期才开始。当时，美国与苏联展开了激烈的太空竞赛，两国军事实力远远超过世界上其他国家，并且都研制出了洲际导弹。随着洲际导弹技术日趋成熟，苏联于1957年发射了第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”，美国也不甘示弱，于1958年发射了美国第一颗人造卫星“探险者1号”。从此，人类开启了太空时代。

时至21世纪的今天，科技飞速发展，人类的脚步已经踏入太空，足迹已经印在月球上。人类不需要像漫画中的超级英雄那样拥有超能力，也能够飞上太空。但是人类活动到达的空间范围相对于整个宇宙来说，仍然渺小至极。人类生活的地球，仅仅只是宇宙中的一粒尘埃，甚至整个太阳系在宇宙中也只是沧海一粟。茫茫宇宙，浩瀚无垠，到底这个宇宙还隐藏着什么？银河系外又是怎样的世界？

想象一下这样的世界：

一点点的粉末相当于一座珠穆朗玛峰那么重（据估算，珠穆朗玛峰重约10亿吨），地面引力大得超乎想象，以至于到访那里的人类，在瞬间就可以被自身重力压成比0.1毫米厚度的纸还要薄上万亿倍的薄饼。

浓密的二氧化碳大气层中夹杂着硫酸雨，在浓雾之中隐藏着一个熔炉般的世界。在那里，温度计中的水银可以用铅代替，因为熔点高达328摄氏度的铅已经变成液体。在这种地狱般的环境下，人会因为高温和窒息而瞬间丧命。

一颗恒星由于受到强大引力的撕扯，形成漏斗状的气体卷须，大量气态物质不断被吸走，环绕它运行的行星都被这一过程产生的光所照亮。这片区域不会存在任何活的生物，因为这里充满了致命剂量的X射线。

两颗恒星在强大引力的作用下，就像一对华尔兹舞者，每秒钟都有数百万吨的气态物质在它们之间流动。这场拉锯战最终将以其中一颗恒星爆炸毁灭而宣告结束，而这爆炸会把附近所有的行星化为焦土。

以上这些外星景象都是真实存在的。那个致密的、引力超强的天体是一颗恒星爆炸后坍缩的核心，称为中子星；那个制造流动漏斗的强大引力来自一个超大质量的黑洞，我们相信它就位于银河系中心；那个二氧化碳熔炉便是金星，它是离地球最近的行星，同时其亮度仅次于月亮，是“夜空中最亮的星”，但它却不是一个歌中所唱的那般美好的世界；那个双星系统是天琴β，可以在仲夏夜的头顶处看到。

这些奇妙的景象在茫茫宇宙中大量存在，而且还有更多不可思议的景象在等待人类去探索。但是，探索太空是一件非常耗费人力、物力和财力的事情，并且看上去似乎与人类的衣食住行没有直接关系。因此，许多人对耗资巨大的太空探索项目持反对意见。

1970年，赞比亚修女玛丽·尤肯达（Mary Jucunda）给美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration, NASA）马歇尔太空飞行中心（Marshall Space Flight Center）的科学部门副主管恩斯特·施图林格（Ernst Stuhlinger）博士写了一封信，质疑他正在进行的载人火星任务方面的研究。在信中，尤肯达提出了一个她无法理解的疑问——地球上还有很多孩子正在忍受饥饿煎熬，您为何建议投入数十亿美元实施这样一项太空探索计划？

P1-4

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书籍介绍

宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。自古以来，人类就对宇宙充满了好奇，并对宇宙的奥秘孜孜以求。人类探索宇宙的历史，是一幅波澜壮阔的画卷。在探索宇宙的过程中，随着科学技术不断进步，人类对宇宙的认知不断加深，人类社会自身的发展进步也深深受益于天文和宇宙学及航天科技的带动。人类作为高级智慧生物，对宇宙、地球与生命的起源、演化和未来的求知是必然的本能。 　　《征程：人类探索太空的故事》以生动浅显的语言，讲述了地球、太阳系、宇宙空间的相关科学知识，介绍了人类探索太空的历史变迁、探索手段和工具的发展、探索所获得的重要发现，介绍了当前在探索太空中面临的科学和技术难题，探讨了地外生命存在的可能性以及人类与地球的未来。