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太空飛行生命保障與生物圈科學 版權信息
- ISBN：9787576322439
- 條形碼：9787576322439 ; 978-7-5763-2243-9
- 裝幀：精裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
太空飛行生命保障與生物圈科學 本書特色
本書為國家出版基金項目，原著是譯者團隊在受控生態生命保障技術領域看到的**本英文專著，出版較早（1996年出版），但極具權威。本專著共包含九章，全面介紹了太空受控生態生命保障系統的基本概念/作用原理及發展歷程、地球生物圈的基本原理、地球生物圈如何向太空生物圈（即受控生態生保系統）過渡、如何將受控生態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生保系統的高閉合度及高可靠性和安全性，進而促進人類早日實現月球或火星的登陸、駐留與開發。
太空飛行生命保障與生物圈科學 內容簡介
受控生態生命保障系統（Controlled Ecological Life Support System，CELSS），即生物再生生命保障系統（bio-regenerative life support system，BLSS），基于“植物—動物—微生物”構成，是目前世界上*先進的閉環生命保障技術，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，是實現長期載人深空飛行的根本保障，具有重大戰略意義。
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生命保障系統的基本概念/作用原理及發展歷程、地球生物圈的基本原理、地球生物圈如何向太空生物圈（即受控生態生保系統）過渡、如何將受控生態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生保系統的高閉合度及高可靠性和安全性，進而促進人類早日實現月球或火星的登陸、駐留與開發。
本書適合于我國從事太空基地受控生態生命保障技術研發的科研院所專業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。
太空飛行生命保障與生物圈科學 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 7
2.1 地球環境 7
2.1.1 地質情況 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 生態學原理 10
2.2.1 生態層級 12
2.2.2 生態系統和生態系統模型 14
2.2.3 能量學與光合作用 19
2.2.4 物質循環 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 30
第3 章 地外環境條件 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 建立加壓環境的必要性 54
3.3.3 材料特性 55
3.4 磁場 55
3.5 星球當地環境 56
3.5.1 月球 56
3.5.2 火星 60
第4 章 生命保障系統構建基礎 64
4.1 定義 64
4.2 生命保障系統分類 65
4.3 設計和開發注意事項 66
4.3.1 人的需求 71
4.3.2 子系統接口與集成 87
4.3.3 任務相關方面 91
4.3.4 發展階段 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 生命保障技術發展簡史 110
4.5.1 天基生命保障系統 110
4.5.2 地基生命保障系統 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 艙內壓力與航天服壓力 147
4.6.4 過去和現在的航天服與EVA 經驗 150
4.6.5 未來EMU 的發展趨勢 152
第5 章 物理 − 化學生命保障子系統 154
5.1 大氣管理 155
5.1.1 大氣再生技術 157
5.1.2 大氣監測與控制技術 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 水質監測 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 系統級問題 235
6.2 微生物系統 240
6.3 藻類 243
6.3.1 藻種及屬性 244
6.3.2 藻類食物生產 246
6.3.3 太空藻類培養 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 產肉/蛋/奶動物基本分析 308
6.7 水產養殖系統 309
6.8 食物管理及加工 312
6.8.1 食物生產 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 基本生態研究 365
9.3 大氣、水和廢物再生 369
9.4 生物量生產與研究 376
9.5 地面類似物保障 377
參考文獻 379
索引 396
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 7
2.1 地球環境 7
2.1.1 地質情況 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 生態學原理 10
2.2.1 生態層級 12
2.2.2 生態系統和生態系統模型 14
2.2.3 能量學與光合作用 19
2.2.4 物質循環 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 30
第3 章 地外環境條件 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 建立加壓環境的必要性 54
3.3.3 材料特性 55
3.4 磁場 55
3.5 星球當地環境 56
3.5.1 月球 56
3.5.2 火星 60
第4 章 生命保障系統構建基礎 64
4.1 定義 64
4.2 生命保障系統分類 65
4.3 設計和開發注意事項 66
4.3.1 人的需求 71
4.3.2 子系統接口與集成 87
4.3.3 任務相關方面 91
4.3.4 發展階段 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 生命保障技術發展簡史 110
4.5.1 天基生命保障系統 110
4.5.2 地基生命保障系統 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 艙內壓力與航天服壓力 147
4.6.4 過去和現在的航天服與EVA 經驗 150
4.6.5 未來EMU 的發展趨勢 152
第5 章 物理 − 化學生命保障子系統 154
5.1 大氣管理 155
5.1.1 大氣再生技術 157
5.1.2 大氣監測與控制技術 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 水質監測 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 系統級問題 235
6.2 微生物系統 240
6.3 藻類 243
6.3.1 藻種及屬性 244
6.3.2 藻類食物生產 246
6.3.3 太空藻類培養 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 產肉/蛋/奶動物基本分析 308
6.7 水產養殖系統 309
6.8 食物管理及加工 312
6.8.1 食物生產 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 基本生態研究 365
9.3 大氣、水和廢物再生 369
9.4 生物量生產與研究 376
9.5 地面類似物保障 377
參考文獻 379
索引 396
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太空飛行生命保障與生物圈科學 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，在受控生態生命保障系統集成技術領域取得重要突破。發表學術論文100余篇，獲得國家發明專利近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。
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