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筑梦天宫:从万户飞天到中国空间站

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商品详情

书名:筑梦天宫:从万户飞天到中国空间站
定价:48.0
ISBN:9787030503077
作者:中国科学院空间应用工程与技术中心 等
版次:1
出版时间:2016-11

内容提要:
2016年9月,随着天宫二号的顺利升空,中国空间站建设的大幕正式拉开。本书以通俗易懂的语言、精美生动的图片,记录了中国人从万户飞天以来的太空探索历程,描述了在中国**太空实验室天宫二号上进行的诸多意义重大的科学实验,向广大读者立体呈现出了空间科学实验的无穷魅力。同时,全书描写刻画了多位中国空间研究与应用科学家代表,展现了我国科学家不断追求卓越、勇于创新实践的科学精神。

目录:
目录
1宇宙那么大,我想去看看
我们在宇宙中是孤独的吗2
寻找第二个地球7
2离开地球
人类进入宇航时代12
太空中来了中国人17
空间站——太空生活**步20
中国为什么也要建空间站23
3“天”上“宫”阙——太空中的实验室
天宫一号——空间实验室也有试验版25
天宫二号——中国**真正意义上的空间实验室28
天宫二号上有哪些太空实验3 1
太空实验的“大管家”34
4有趣的太空实验
从太空看地球38
宇宙有多美就有多危险43
“小蜜蜂”与宇宙中*闪耀的爆炸46
太空“八卦炉”炼的是什么“英雄材料”55
天上传来不可破解的密码59
在太空搭一座液体的桥65
我们能到火星上种土豆吗69
太空中的一只特别准的钟79
5展望中国空间站
中国空间站长什么样88
中国科学家要去空间站上做哪些大事——未来空间站的仿真设计92
6天宫与空间站背后的科学家
寻找宇宙中的“没缺陷不常见”101
打造太空里*准的原子钟106
在太空研究生命之美110
太空实验“大管家”炼成记115

在线试读:
1宇宙那么大,我想去看看
当人类探寻的目光从地球投向茫茫太空,会发现在那漆黑的虚空之中有无数的星星点点在闪烁。那里也许存在着第二个地球,上面也会有生命,甚至是和我们人类相似的智慧生命。好奇之心驱使着我们去探索,去发现茫茫宇宙中的这些秘密。
我们在宇宙中是孤独的吗?
当人类发现地球只是一个围绕太阳旋转的行星,而宇宙中有数不清的恒星和各自的行星,便自然而然地有了这个问题:地球是这个宇宙中**有生命的天体吗?生命到底是什么,一定得是和地球上一样的碳基生命吗?如果存在地外生命,我们怎么才能找到他们?
生命的基本要素
不少大科学家都认为,地球不可能是**的有生命的星体,生命存在的形式多种多样。英国著名物理学家史蒂芬·霍金就认为,外星生命存在于宇宙的许多地方,可以存活在行星或恒星上,甚至飘浮在行星间的广阔空间中。道理很简单,宇宙有大约1000亿个星系,每个星系都包含了无数颗恒星和行星。
在形成之后,地表经过了剧烈的地理变迁,滚滚岩浆奔流不息。之后,随着地表温度下降并冷却,地球内部的气体跑了出来,变成雨水降到地面。这一场伴随着电闪雷鸣的“洪荒之雨”下了不知道多久,地球的海洋从此诞生,里面充满了各种伴随着闪电和宇宙射线照射之下产生的有机质,就像一大锅含有氨基酸、核苷酸等复杂大分子的浓汤一样。
在具备了适宜生命存在的环境和构成生命的有机质之后,地球仍然等待了相当长的时间才诞生了*简单的单细胞生物,再演化成现在的原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界以及各自的门纲目科属种。其中很多关键的演化节点依然是偶然因素触发的。同样,对地外生命的演化,人类也无法做出确切的描述,只能是给出一些生命生存的必要条件。根据这些条件,天文学家通过各种手段观测到了天体的各种物理数据,从而筛选出了具备这些必要条件的星体。
经典生物学对生命的定义是,在自然条件下,通过化学反应生成的具有生存能力和繁殖能力的有生命的物体以及由它(或它们)通过繁殖产生的有生命的后代,能够对外界的刺激做出反应。
在传统观念中,生命的组成离不开碳元素。由于碳的化学特性和在地球上的广泛存在,其成为地球上一切有机体和生命的基本“骨架”。以碳元素为基础,氢、氧、氮、磷等元素构成了生命的基本单元,比如能量交换、遗传信息、繁殖复制等系统。如果以碳基生命为标准,那么如果某个星体有生命存在,就必然要满足和地球类似的条件了,以维持碳基生命的生存环境。科学家们总结出了恒星系和行星的两类条件:
首先,恒星以及恒星系要具有安全的宇宙环境。比如,恒星有稳定的聚变活动,提供稳定的光照,不会频频发出致命的高能射线。恒星系内的各大行星轨道稳定,互不干扰碰撞,小行星和陨石也不能长期地频繁撞击行星。否则,碳基生命很难在来自外太空的射线、陨石袭击下生存和进化。
在满足**个条件后,行星的自转与公转周期适中、行星的体积和质量适中、与恒星的距离适中,可以确保行星表面适宜的温度、水多以液态存在、有适宜呼吸的大气等条件。这样,生命有了适宜的环境(水、大气等),才有可能长期生存和进化。
有了上述基本条件,天文学家就可以通过观测各个星系,比如经常爆发高能射线的恒星、行星公转轨道飘忽、小行星频频撞击行星等。
人类制造的空间站就是观测天体的重要平台之一,上面可以搭载各种观测仪器,包括可见光和不可见的其他波段,观测某个恒星系的行星轨道、恒星与行星的质量、行星化学元素组成、行星大气成分、行星表面温度和地质活动等。
仅仅用以上的标准就能筛去大部分人类现在已经观测到的天体了。天体物理学家计算后推测,大约有10%的星系都支持生命系统的存在。
*新的天文学观测项目甚至可以通过互联网让普通人也加入寻找地外生命的努力之中。2015年,俄罗斯科学慈善家尤里·米尔纳联合了史蒂芬·霍金等著名科学家,启动了耗资1亿美元的“突破监听”计划,利用互联网云计算探测地外生命。在这个计划中,全球各地的科学家和感兴趣的普通民众,可以利用计划中的开放平台软件分析天文望远镜探测到的宇宙的海量数据,从而加快寻找地外生命的步伐。
同时,他们还启动了耗资100万美元的“突破信息”计划,向外星智慧生命发出文明信号。这个计划主要是为了设计出能够代表地球、地球生命和人类的文明信息,并且能够被潜在的地外智慧生命所理解。同时,这个计划还希望能够激发起人类对如何与外星智慧空命交往的讨论。
当然如果真的有“外星人”存在,并且能修和他们建立通信联系,那么怎样与之打交道的确是一个关乎人类未来的重要问题了。正如中国著名科幻小说《三体》所描述的那样,如果接收到人类信息的外星,人的文明程度远远高于人类,那么地球将要面临的到底是和平还是战争呢?不少科幻电影,如《独立日》《明日边缘》《遗落战境》,都对此进行了预言。
生命必须要由碳元素构成吗?
随着科学进步,我们对生命的认识也在进步和发展。在科幻小说中,位于元周期表中碳元素下方的硅元素常常被寄予厚望,成为“硅基生命”的骨架。虽然现在还没有发现真正的硅基生命,但对于碳基生命的另一个不可或缺的元素——磷,却已经发现了其替代品——砷。
2010年,美国国家航空航天局(NASA)资助的一个科研项目发现,在极图1-2星球洗澡行星所处的环境差别很走,有的太冷,有的太热,只有地球上的温度环境下:少数微生物能够利用砷取代磷在生简体中。这是人类首次证实了组成生命必需的元素可以被替代,也说明了以碳、氢、氧、氮、磷之外的元素组成“生命”是有可能的。
2012年,英国格拉斯哥太学的科学家更是“制造”出了具有某些细胞活或功能的含金属的大分子“泡沫”。这种包含钨、氧租磷的大分子金属氧酸盐物质形成的泡沫,可以有选择性地让化学物质进出,并完成光合作用的初始步骤。虽然这离严格意义上的生命体还差得很远,但足以让人浮想联翩了。
图1-2星球洗澡
行星所处的环境差别很走,有的太冷,有的太热,只有地球上的温度刚刚好。
由于地球的环境和所禽化学元素的分布特点,我们传统意义上对生命的定义只是狭义的,对地外生命的探索条件也是狭义的。随着科学的进步,特别是对极瑞环境下生命体的研究,我们对生命的定义和生存条件将会大大拓宽。
到那时候,探寻地外生命的条件将更加宽泛。在离恒星更近的行星上,可旨会在上千摄氏度的液态金属中存在生命体。在离恒星更远的低温气态行星中,也,可能会有低温下靠甲烷生存的“细菌”……也许当初淘汰的90%的星系会给垮们不小的惊喜。
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