探秘小行星

深空探测类图书

 

《探秘小行星》结构按逻辑顺序编排，可分为8个部分。第1部分（第1～3章）的主题是小行星探测与发现。第1章介绍了人类开展20年空间探测以来所取得的成绩；第2章关于太阳系内的特洛伊小行星；第3章介绍了内行星以内的小行星轨道与动力学特性。第2部分（第4～7章）的主题是小行星特性。第4章探讨了勘探小行星资源；第5章描述了用于选择目标与任务规划的小行星模型；第6章介绍了小行星资源利用的第1步；第7章从系统角度介绍了载入探测近地小行星任务。第3部分（第8～10章）的主题是采矿机器人的设计、建造与操作。第8章介绍了不受重力约束的移动式机器人的设计方法；第9章介绍了基于仿生学的着陆方式及其在地外天体探测中的应用前景；第10章介绍了采矿机器人能源系统设计的问题。第4部分（第11～17章）的主题是就位资源利用技术（ISRU）。第11章介绍了碎石堆构成的近地小行星的颗粒物理学；第12章介绍了小行星就位资源利用的锚定与采样；第13章和第14章介绍了关于小行星风化层采矿的闭环气体力学，以及用于设施建设的小行星物质提取；第15章介绍了在小行星上合成食物的方法；第16章介绍了小行星采矿飞行器的构架；第17章讨论了近地小行星的轨道偏转、采矿和居住问题。第5部分（第18～22章）的主题是在地球、近地轨道和小行星之间往返。第18章介绍了地球周围小行星上可获取的资源；第19章和第20章分别介绍了小行星捕获和如何改变小行星轨迹；第21章介绍了小行星捕获任务的机会；第22章则重点讨论了特定外形金属进入地球的问题。第6部分（第23～27章）的主题是小行星的特殊利用。第23章和第24章分别介绍了小行星人工重力和小行星的宜居性改造；第25章介绍了如何利用小行星改造空间天气；第26章介绍了如何利用小行星来发射航天器，或是对航天器进行变轨和加速；第27章介绍了如何通过小行星观测来寻找地外文明。第7部分（第28章）的主题是空间环境的管理，介绍了在经济、商业方面的担忧和考虑。第8部分（第29章）的主题是法律与规则，介绍了在小行星探测与轨道偏转方面的法律考量。

                                 第1章小行星小传：我们从二十多年的太空探索中学到了什么
1.1引言
1.2二十多年小行星探索得到的科学成果
1.2.1与小行星的次相会：“伽利略”号宇宙飞船探测Gaspra
1.2.2小行星确实有卫星：“伽利略”号宇宙飞船探测IDA
1.2.3个C型小行星：NEAR探测Mathilde
1.2.4次遇到近地小行星：“深空”1号探测Braille
1.2.5个环绕小行星公转的使命：NEAR探测Eros
1.2.6取得重要科学成果的工程测试：“星尘号”宇宙飞船探测Annefrank
1.2.7个采样并返回的任务：“隼乌”号宇宙飞船探测Itokawa
1.2.8个E型小行星：“罗塞塔”号宇宙飞船探测Steins
1.2.9次访问完整的小行星：“罗塞塔”号宇宙飞船探测Lutetia
1.2.10次造访原行星：“曙光”号宇宙飞船探测灶神星Vesta
1.2.11中国的次空间任务：“嫦娥”2号探测Toutatis
1.3小行星空间探测的未来
1.4总结
参考文献
第2章太阳系内的特洛伊小行星
参考文献
第3章内行星小天体的轨道和动力学特性
3.1引言
3.2小行星轨道元素和命名
3.2.1命名
3.2.2轨道要素
3.3轨道共振
3.4热现象（Yarkovsky与YORP效应）
3.5近地小行星
3.5.1Aten小行星
3.5.2Apollo小行星
3.5.3Amor小行星
3.5.4共地球轨道的小行星（ECOAs）
3.5.5自然地球卫星（NESs）
3.6内地天体（IEOs）
3.7近地小行星的长期动力学
3.8近地小行星的起源
3.8.1v6共振
3.8.23／1共振
3.8.35／2共振
3.8.42／1共振
3.8.5扩散共振
3.8.6来自近地小行星的小行星家族
3.8.7彗星的贡献
3.8.8逆行轨道的近地小行星的形成
3.9跨火星轨道的小行星
3.9.1匈牙利小行星
致谢
参考文献
第4章勘探小行星资源
4.1引言
4.2勘探综述
4.2.1探测范围问题
4.2.2有多少含矿的近地天体
4.3小行星矿藏
4.3.1天文以及商业准确性
4.3.2构成：资源集中度
4.3.3从光谱诊断矿物
4.3.4利用光谱探查水资源
4.3.5太空风化
4.3.6小行星和陨石的直接比较
4.4近地天体（NEOs）
4.4.1近地天体的类型
4.4.2近地小行星数量
4.4.3近地天体的辐射光线
4.4.4近地天体的大小和质量
4.4.5近地天体轨道
4.5近地天体的发现
4.5.1近地天体基于地面的光学观测
4.5.2近地天体基于空间的观测
4.6远程望远镜的特性描述
4.6.1光度学
4.6.2光学近红外光谱
4.6.3基于地面的热红外光度学和光谱学
4.6.4其他特性描述技术
4.6.5基于空间的特性描述
4.7局部特征
4.7.1小行星的任务
4.7.2检测
4.7.3多个小任务的需求
4.8实现
4.8.1成本
4.8.2耗时
4.8.3研究
4.9总结与结论
致谢
参考文献
第5章用于目标选择和任务规划的小行星模型
5.1引言
5.2小行星建模
5.2.1模型的精确参数
5.2.2推论特性：组成和结构
5.3建模数据源
5.3.1光度测量
5.3.2雷达测量
5.3.3自适应光学图像和其他
5.3.4干涉测量
5.3.5热红外测量
5.3.6恒星掩星测量
5.4特殊目标和数据
5.4.1双星
5.4.2复杂自转
5.4.3飞越
5.4.4小行星断层造影
5.5结论与讨论
致谢
参考文献
第6章小行星资源开发的步：利用被地球捕获的天然卫星
6.1引言
6.2预测地球的暂时捕获自然卫星的星群特征
6.3跟踪被地球暂时捕获的自然卫星
6.3.1可检测性
6.3.2未来的位置可预测性
6.4针对被地球暂时捕获的自然卫星的航天任务
6.4.1低推力推进转移
6.4.2轨道转移模拟
6.4.3其他技术难题
6.5结论
致谢
参考文献
第7章载人探测近地小行星任务分析
7.1引言
7.1.1小行星带来的威胁与机遇
7.1.2探测活动时间表
7.2任务定义
7.2.1任务描述
7.2.2任务目标
7.2.3顶层需求
7.3挑战与风险
7.3.1深空任务操作
7.3.2深空（电离）辐射
7.3.3小行星环境
7.3.4接近小行星与位置保持
7.3.5小行星采矿
7.3.6来自近地小行星的污染
7.4选择小行星
7.4.1合适的小行星
7.4.2近地小行星目标识别
7.5系统性分析
7.5.1任务设定与约束
7.5.2资产识别
7.5.3顶层折中
7.5.4识别关键技术
7.5.5货运返回飞船
7.5.6载人任务
致谢
参考文献
……
第8章不受重力约束的移动机器人设计
第9章仿生着陆方法及其在地外天体探测中的潜在应用
第10章采矿机器人能源系统选择
第11章从颗粒物理角度研究碎石堆近地小行星
第12章小行星：用于支持科学、探索、原位资源利用的锚定和样本采集方法
第13章用于小行星风化层开采的闭式循环气动技术
第14章提取小行星物质构造机器人
第15章小行星中建筑物复合材料的固化
第16章小行星采矿飞行器构架
第17章勘探轨道偏转、采矿与居住
第18章地球附近可利用的小行星资源
第19章捕获小行星
第20章改变小行星轨迹
第21章小行星捕获计划
第22章成型金属地球运送系统
第23章小行星上的人工重力
第24章建造可居住小行星
第25章利用小行星资源开展天基地质工程
第26章使用小行星进行宇宙飞船的发射／着陆，改变轨道及加速度
第27章通过观测小行星寻找地外文明
第28章关于小行星商业利用的考虑
第29章关于小行星开采与偏转的法律考量