太空飛行生命保障與生物圈科學

定　價：￥118.00

作　者：	[美]皮特·艾卡特著，郭雙生譯
出版社：	北京理工大學出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787576322439	出版時間：	2023-06-01	包裝：	精裝
開本：	16開	頁數(shù)：		字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　受控生態(tài)生命保障系統(tǒng)（Controlled Ecological Life Support System，CELSS），即生物再生生命保障系統(tǒng)（bio-regenerative life support system，BLSS），基于“植物—動物—微生物”構成，是目前世界上最先進的閉環(huán)生命保障技術，是人類進行月球基地或火星基地等長時間和遠距離太空活動必需的關鍵技術之一，是實現(xiàn)長期載人深空飛行的根本保障，具有重大戰(zhàn)略意義。本書為國家出版基金項目，共包含九章，全面介紹了太空受控生態(tài)生命保障系統(tǒng)的基本概念/作用原理及發(fā)展歷程、地球生物圈的基本原理、地球生物圈如何向太空生物圈（即受控生態(tài)生保系統(tǒng)）過渡、如何將受控生態(tài)生命保障技術與當前載人飛船的非再生式生保技術和空間站物理-化學再生式生保技術進行有機結合，從而在月球或火星基地上實現(xiàn)生保系統(tǒng)的高閉合度及高可靠性和安全性，進而促進人類早日實現(xiàn)月球或火星的登陸、駐留與開發(fā)。本書適合于我國從事太空基地受控生態(tài)生命保障技術研發(fā)的科研院所專業(yè)人員和高校師生參考，也可供廣大航天愛好者和科普愛好者閱讀。

作者簡介

　　原著作者：皮特·艾卡特是美國NASA約翰遜航天中心的資深專家，長期從事太空生命科學和航天員生命保障技術研究，是這一領域的權威專家。譯者：郭雙生，男，1964年8月出生，博士，中國航天員科研訓練中心研究員，北京航空航天大學和西北工業(yè)大學兼職教授和博士生導師，中國空間科學學會空間生命專業(yè)委員會委員，《Space ： Science & Technology》學報編委。1993年以來，一直從事載人航天受控生態(tài)生命保障技術研究，承擔了多項國家級和省部級科研技術試驗項目，在受控生態(tài)生命保障系統(tǒng)集成技術領域取得重要突破。發(fā)表學術論文100余篇，獲得國家發(fā)明專利近20項，獲得省部級科學技術進步獎10余項，出版專著2部，參加編寫專著5部。

圖書目錄

第1 章基本原理 1
1.1 生物圈科學——一門新的學科 2
1.2 載人航天的未來 4
第2 章生物圈1 號——地球生命保障系統(tǒng) 7
2.1 地球環(huán)境 7
2.1.1 地質(zhì)情況 7
2.1.2 大氣 8
2.1.3 重力 9
2.1.4 輻射 10
2.1.5 磁場 10
2.2 生態(tài)學原理 10
2.2.1 生態(tài)層級 12
2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)模型 14
2.2.3 能量學與光合作用 19
2.2.4 物質(zhì)循環(huán) 24
2.2.5 再利用途徑與限制因素 28
2.2.6 蓋亞假說 29
2.3 地球的瀕危生命保障系統(tǒng) 30
第3 章地外環(huán)境條件 32
3.1 自由空間輻射 33
3.1.1 空間電磁輻射 33
3.1.2 空間電離輻射 34
3.1.3 輻射劑量的概念 40
3.1.4 輻射監(jiān)測和劑量測定 42
3.1.5 輻射效應 44
3.1.6 輻射防護 46
3.2 重力 48
3.2.1 在星球上和自由空間中的重力 48
3.2.2 低重力效應 49
3.2.3 人工重力 50
3.3 真空 52
3.3.1 溫度影響 52
3.3.2 建立加壓環(huán)境的必要性 54
3.3.3 材料特性 55
3.4 磁場 55
3.5 星球當?shù)丨h(huán)境 56
3.5.1 月球 56
3.5.2 火星 60
第4 章生命保障系統(tǒng)構建基礎 64
4.1 定義 64
4.2 生命保障系統(tǒng)分類 65
4.3 設計和開發(fā)注意事項 66
4.3.1 人的需求 71
4.3.2 子系統(tǒng)接口與集成 87
4.3.3 任務相關方面 91
4.3.4 發(fā)展階段 101
4.3.5 權衡研究和仿真模型 103
4.4 物理 − 化學和生物再生生命保障 108
4.5 生命保障技術發(fā)展簡史 110
4.5.1 天基生命保障系統(tǒng) 110
4.5.2 地基生命保障系統(tǒng) 123
4.6 航天服和艙外活動 139
4.6.1 在航天器或太空基地外工作 139
4.6.2 艙外活動裝置的要求、設計和操作 141
4.6.3 艙內(nèi)壓力與航天服壓力 147
4.6.4 過去和現(xiàn)在的航天服與EVA 經(jīng)驗 150
4.6.5 未來EMU 的發(fā)展趨勢 152
第5 章物理 − 化學生命保障子系統(tǒng) 154
5.1 大氣管理 155
5.1.1 大氣再生技術 157
5.1.2 大氣監(jiān)測與控制技術 188
5.2 水管理 196
5.2.1 尿液回收 197
5.2.2 衛(wèi)生廢水回收和飲用水處理技術 206
5.2.3 冷凝水回收 213
5.2.4 水質(zhì)監(jiān)測 214
5.3 廢物管理 214
5.3.1 糞便收集及儲存技術 217
5.3.2 固體廢物處理 218
第6 章生物再生生命保障概念 223
6.1 生物再生生命保障與CELSS 223
6.1.1 基本原理 223
6.1.2 建模和設計 228
6.1.3 系統(tǒng)級問題 235
6.2 微生物系統(tǒng) 240
6.3 藻類 243
6.3.1 藻種及屬性 244
6.3.2 藻類食物生產(chǎn) 246
6.3.3 太空藻類培養(yǎng) 247
6.4 高等植物 248
6.4.1 植物生理學 251
6.4.2 植物篩選方法 267
6.4.3 CELSS 中植物栽培的設計考慮 274
6.4.4 微生物 292
6.4.5 大氣再生 293
6.4.6 水回收 294
6.4.7 廢物處理 294
6.4.8 營養(yǎng)供給 296
6.4.9 航天員時間需求 299
6.4.10 高等植物栽培裝置 300
6.5 針對食物供應的真菌和不可食植物生物量轉化 306
6.6 產(chǎn)肉/蛋/奶動物基本分析 308
6.7 水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng) 309
6.8 食物管理及加工 312
6.8.1 食物生產(chǎn) 313
6.8.2 食物儲存 315
6.8.3 食物加工 316
第7 章生物圈2 號——為未來CELSS 研究提供經(jīng)驗教訓 322
7.1 生物圈2 號基本原理 322
7.2 生物圈2 號概況 324
7.3 生物圈2 號測試艙 335
7.4 研究領域 341
7.5 初期研究結果 344
第8 章未來太空生命保障 352
8.1 未來載人航天探索 352
8.2 空間站 355
8.3 月球基地 357
8.4 火星基地 363
第9 章 CELSS 在地面上的應用潛力 365
9.1 簡介 365
9.2 基本生態(tài)研究 365
9.3 大氣、水和廢物再生 369
9.4 生物量生產(chǎn)與研究 376
9.5 地面類似物保障 377
參考文獻 379
索引 396