NASA 9大太空任务：一窥宇宙最真实探索实录 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Nancy Atkinson

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　　《NASA 9大太空任务：一窥宇宙最真实探索实录》将带领读者，跟随35位美国太空总署的科学家和工程师，完成九项太空任务，其中包括：
　　1　新视野号带你破解冥王星之祕
　　2　跟着好奇号漫游火星
　　3　透过哈伯太空望远镜窥见宇宙深处
　　4　飞越两个世界的曙光号
　　5　克卜勒任务展开猎星行动
　　6　揭开土星环祕密的卡西尼─惠更斯号
　　7　太阳动力学天文台24小时监看太阳
　　8　独行已逾十年的火星侦察轨道器
　　9 月球勘测轨道飞行器扫描月球零死角

　　南西‧阿特金森是一位擅长报导太空科技的专业记者，也是美国太空总署JPL太阳系大使。她拜访多位科学家和工程师，揭示各个太空任务背后的故事和发现，也分享他们的想法，以美丽的太空图片与图表辅佐说明。读者宛如置身太空船与专家一起完成任务，加深对太阳系的知识。

　　《NASA 9大太空任务》揭露的科学发现与宇宙景观，令人惊叹。结合惊险的发现之旅，让读者深刻体会到真正的探索与发现的精神：

　　「我们到底是为了什么探测太空？回顾早年探索事蹟，当麦哲伦、达伽马，甚至皮西亚斯等人启程踏上旅途的时候，许多人无疑都认为，冒着生命危险，花了那么多钱，来查探地平线外有什么东西，根本是种愚行。然而那群探险家并没有找到他们预期的事项，但他们的探索事蹟到头来却改变了世界。相同道理，机器人太空任务和望远镜，以及地基望远镜，也协助我们探索遥远处所，而且促成了那么多未知的──也未料到的──宇宙相关事项的发现。

　　驱动我们投身探索与发现的部分起因是无形的：拓展我们的地平线、满足我们的好奇心、寻找所有非我们所能逆料之事项，并尝试解答先前所讨论的深刻问题：好比宇宙是怎么开创的？生命是如何开展的？我们是不是孤单的？

　　探索也有实质的效益，好比科学、医药、通讯、运输等种种技术的开发与进步。探索精神激励我们创造发明，于是我们才能投身探索，并可能由此而改变世界。如今我们还不能清楚知道，倘若人类真能前往火星、木卫二或更遥远的地方，我们会找到什么事项，不过假使我们只待在我们的地球「摇篮」里面，那么我们就永远都不会知道。」

名家一致推荐

　　探宇宙奥祕，开人类眼界。──林俊良，国研院国家太空中心主任

　　让读者看见人类探索星空与太阳系的梦想成真之最新发现。──傅学海，台北市天文协会理事长

　　唯有不断探索宇宙，才能满足人类的好奇心，这就是本书的目的。──曾耀寰，中央研究院天文及天文物理研究所研究副技师

　　精彩啊，这么好的读物──新视野号章节让我热泪盈眶。──艾伦‧斯特恩，新视野号冥王星─古柏带任务首席研究员

　　……最令人惊叹的故事，是关于地球上的人们，如何派遣这些机器人大使到太空出任务。作者借由各项科学发现把他们的故事编结在一起，交织出一部罗列地球外人类力量的太空名人录（或太空任务志）。──麦克‧布朗，加州理工学院天文学家，《冥王星谋杀案追兇实录》（How I Killed Pluto and Why It Had It Coming）作者

　　准备好了，你就要踏上一段终生难忘的旅程！从我们这处太阳系奇观，到追猎其他绕行恆星的类地球世界，透过作者生动的描述，这些惊人的故事跃然纸上。──安德鲁‧钱金（Andrew Chaikin），《月球上的人》（A Man on the Moon）作者

　　在《NASA 9大太空任务》一书中，作者不只带领我们一瞥庞大任务幕后的精彩场景，也让我们明了，如今在太阳系内以及在外太空航行的这些无私机器人，成就了何等惊人的划时代科学发现。──伊恩‧欧尼尔（Ian O’Neill）博士，《探索新闻》（Discovery News）网站太空新闻资深制作人

　　最新一代太空探险家不是天生的，他们是经过努力脱颖而出的。作者介绍各位认识许多位这样的后起之秀，透过贴身访谈和栩栩如生的人物速写，道出了他们的经历。……我们彷彿随着书页内容前往各个行星探访。──潘蜜拉‧盖伊（Pamela Gay）博士，天文学播客网站「Astronomy cast」
 

好的，这里有一份不包含您提到的“NASA 9大太空任务：一窥宇宙最真实探索实录”内容的图书简介。 --- 《星际航行者的黎明：人类探索深空的百年轨迹》 内容简介： 本书并非聚焦于特定的九项任务，而是以宏大的历史视角，梳理了人类从最初的火箭理论萌芽到迈向深空的百年征程。我们审视的，是驱动人类不断向上、超越地球引力的那些核心驱动力、技术飞跃，以及由此衍生的哲学思考。 第一部分：从幻想抵达现实的基石 本书的开篇追溯了太空探索的理论根源，远早于任何政府机构的成立。我们深入探讨了早期科幻作家和理论物理学家如何共同构建了“飞天”的蓝图。从齐奥尔科夫斯基的火箭方程到戈达德的液体燃料实验，这些先驱者如何将看似不可能的梦想转化为可计算的工程问题。 接着，我们详细解析了二战后世界格局变化如何无意中加速了太空时代的到来。这部分内容关注的是技术积累的熔炉——那些在战时催生的高能燃料、弹道导弹技术，以及这些技术如何被迅速移植并应用于和平探索。我们详细描绘了早期火箭的机械构造、燃料配比的艰难选择，以及如何首次突破大气层，实现地球轨道飞行。这里的重点在于工程学的突破，而非具体的某次飞行任务本身。 第二部分：轨道争霸与技术的“军备竞赛”外衣 本卷核心探讨了二十世纪中叶，两个超级大国之间在地球轨道上展开的“竞赛”。然而，我们采取的视角侧重于技术竞争如何驱动了基础科学的跨越，而非仅仅是政治口号的较量。 我们细致地分析了导航、遥测和生命维持系统在早期的设计困境。例如，早期的生命支持系统如何在极端的温度和辐射下维持宇航员的生命迹象？当时的计算机技术如何被精简和强化，以便在体积有限的航天器内进行实时计算？我们深入研究了早期通信网络（如深空网络的前身）的构建，它们如何克服电磁波延迟，实现跨越地球与月球的实时数据传输。 这一部分着重介绍了轨道力学的复杂性——如何精确计算重返大气层角度，如何进行轨道修正，这些都需要极高精度的数学模型和可靠的冗余系统。我们着重于描述“看不见”的幕后工作：测试、模拟和无数次失败的地面实验，正是这些构成了成功飞行的基石。 第三部分：超越地月系统：无人先锋的足迹 在人类尝试踏足其他天体之前，机器人探测器扮演了至关重要的角色。本章不再描述载人任务的细节，而是聚焦于那些在极端环境下孤独探索的“眼睛和耳朵”。 我们详细考察了第一批行星际探测器（如水手号系列在金星和火星的飞掠任务）的设计哲学。这包括了抗辐射电子元件的选择、着陆器如何在完全未知的地表软着陆的技术挑战，以及如何设计能够承受数年星际旅行而不失效的电源系统（例如，对放射性同位素热电发生器RTG技术的早期应用与限制）。 我们分析了不同类型的科学仪器如何被微型化并集成到有限的载荷空间内：磁力计、质谱仪、高分辨率成像设备的工作原理及其在深空环境中的校准难题。这部分内容是对仪器工程和行星科学早期交叉点的深度剖析。 第四部分：建设者的时代：空间站与可持续存在 本书的后半部分将叙事焦点转向了人类在近地轨道上建立长期驻留基地的努力。这部分不强调具体任务的执行，而是关注长期太空生活对材料科学和生命科学的挑战。 我们探讨了早期空间站的设计理念差异，以及如何解决微重力环境下的材料退化、辐射防护和废物管理问题。详细阐述了在封闭生态系统中，水和空气的循环再生技术是如何从理论走向实践的，以及这对于未来更长距离飞行的意义。 此外，我们分析了宇航员在长期失重状态下身体结构（骨骼密度、心血管系统）的变化研究，这些生物医学数据如何反哺了地球上的医学发展，以及如何设计有效的对抗措施。 第五部分：迈向太阳系的边缘与未来展望 本书的收尾部分将目光投向了太阳系的外围，考察那些跨越数十年才到达目的地的任务，以及它们如何彻底改变了我们对太阳系结构和演化的认识。我们研究了先进推进技术（如电推进系统）的设计原理，以及它们如何提供持续的低推力，使得到达遥远目标成为可能。 最终，我们探讨了太空探索的哲学意义——它如何影响了人类对自身在宇宙中位置的理解。本书旨在提供一个技术演化、科学发现与人类精神共同成长的全景图，它是一部关于工程智慧、不屈不挠的求知欲以及人类如何一步步将科幻变为现实的编年史。 ---

作者简介

南西‧阿特金森（Nancy Atkinson）

　　通俗太空天文新闻网站《今日宇宙》的编辑与作者，还是航太总署／喷射推进实验室的太阳系大使。写了好几千篇太空相关文章，从2004年起每天着述不断。她是《太空生活型态杂志》（Space Lifestyle Magazine）总编辑，也不断有文章刊载在Wired.com、Space.com、航太总署《天体生物学杂志》（Astrobiology Magazine）、《太空时代》（Space Times）杂志以及中西部好几份报纸。她和好几个太空相关播客网站有长期合作关系，包括《Astronomy Cast》、《365 Days of Astronomy》，也曾担任航太总署月球科学研究院（NASA Lunar Science Institute）播客主持人。目前住在明尼苏达州。

译者简介

蔡承志

　　国立政治大学心理学硕士，全职科普类书译者。一九九四年起业余投入翻译，一九九九年转任全职迄今，累计作品出版者近七十本。相关作品包括《星际效应》、《好奇号带你上火星》、《无中生有的宇宙》、《时空旅行的梦想家：史蒂芬‧霍金》、《一本就通：宇宙史》、《无限大的祕密》、《如何帮地球量体重》、《约翰‧惠勒自传》、《穿梭超时空》、《诗性的宇宙》、《大人的物理学》、《观念天文学》（下）等。

 

绪论 一路热闹上太空
第一章 破解冥王星之祕：新视野号
第二章 伴随好奇号漫游火星
第三章 一新耳目：出色的哈伯太空望远镜
第四章 飞越两个世界：曙光号
第五章 追猎行星：克卜勒任务和搜寻其他世界
第六章 揭开星环世界和土星冰冻卫星之谜：卡西尼－惠更斯号
第七章 载太阳全年无休：太阳动力学天文台
第八章 勇往直前：火星侦察轨道器和高解析度成像科学设备
第九章 摄月任务：月球勘测轨道飞行器
第十章 前瞻未来：值得关注的任务和发现
尾声 为什么探测天空？

 

绪论（节录）

一路热闹上太空

　　人类太空飞行当然是十分引人注目──而且也始终是我的报导生涯中很重要的环节──关于不载人的机器人太空船，也始终是我心之所向。这种机器是我们探访宇宙的使者，代理我们飞往人类还无缘前往的遥远地方。从小到大我不断听说水手号（Mariner）、维京号（Viking）和航海家号（Voyager）这样的太空船大胆执行一些最早期的深太空任务，并开创划时代发现，改变了我们对太阳系的看法。它们带我们认识先前只能梦想，还有艺术家只能想像的世界。

　　如今我们每天都能从驻扎在其他行星、矮行星、小行星、彗星和月球等宇宙邻里天体的太空船，直接接收震撼人心的影像。不论运作要件为何，机器人太空船已经在科学和探测的名义下，前往我们太阳系各处地点，执行了飞掠、绕轨、软着陆、冲撞和漫游等作业。我们还把一些大型望远镜射上了太空，把它们高高安置在地球朦胧大气上方，清晰呈现星辰和遥远星系的影像，甚至还包括与我们这里完全不同的其他太阳系。这些任务向我们显示，我们这处宇宙，是多么奇妙和令人屏息。

　　尽管这些探测宇宙的无人太空船，实际上都只是以金属和电路制成的机器，当中依然包含了一种人类元素。人类希望认识天空，解答相关问题的渴求，也因此我们才设计、打造太空船。人类秉持聪明才智，计算出弹道轨迹和星历表（关于行星天体和太空船在特定时点的精确位置之计算结果）来引导太空船运行跨越行星际距离。喜好追根究柢的人类心智分析资料，归出结论并成就发现。就连我们这群非火箭科学家的人类，也都震慑沉迷于美不胜收的太空影像，惊诧叹服于来自遥远地方的美妙新发现。这些机器让我们得以在舒适的母行星，安然探索宇宙。

　　不过，把机器人太空船送上太空执行任务，可不是件容易的事情。

　　按照一般历程，天文学家和行星科学家有可能投入多年，辛勤钻研本行专业，接着发展到了某个时点，一道未解问题或深奥谜团便激发一项观点，催生出一款仪器，或甚至一艘塞进了许多仪器的满载太空船，来研究那项谜团。初步任务概念和概要轮廓，都与潜在协同研究单位一起勾勒成形。

　　接着科学家就必须等待时机，期盼美国航空太空总署、欧洲太空总署（European Space Agency, ESA）、日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）或印度太空研究组织（ISRO）等太空机构发布所谓的「机会公告」（Announcement of Opportunity, AO），来征求太空任务企划案。不过太空机构通常只征求某特定任务类型，所以倘若科学家想执行的任务，不隶属这项AO的内容范围（没错，太空探测界到处都是缩略用词），他们就必须再多等一阵子，静候良机出现。

　　最后，当合宜展望出现眼前，科学家便组织一支团队，撰写企划案。科学家通常都必须投递好几份企划案，来宣扬他们的构想，期盼他们的任务能通过好几轮专家审核，雀屏中选。到最后只有极少数非常幸运的人士终于赢得太空机构赞助。接着他们就必须开心地（甚至疯狂地）动员，安排打造仪器和太空船，而且一般都必须经过好几次改动修正。发射载具（火箭）也需要先期安排并确保期程。喔，还有，该国国会仍有可能决定裁减太空机构预算，于是原本认定已经核准的任务，就有可能遭搁置或干脆整个取消。

　　这整个过程有可能费时数年，甚至几十年。而且也不保证一切事项（火箭、仪器、太空船本身）都将一如要求，完美发挥功能，担保任务成功。

　　不过回溯2010年2月间那天，那群科学家历经多年投入规划和辛勤工作，终于达到了完美高峰。太阳动力学天文台（Solar Dynamics Observatory，稍后各位就会读到箇中详情）太空船成功发射，划下任务操作的壮丽起点。

　　得以亲睹任务科学团队脸上展现的兴奋和喜悦，是我永生难忘的宝贵经历。为《今日宇宙》撰稿这几年来，我有幸「随船」跟着这些任务上太空：我得以密切关注这些任务，分析发现，并结识部分相关出色人士。我还有幸与公众分享这些任务的惊奇故事，还有促成这些任务──构思任务，建造太空船，还有钻研资料，以及负责照料我们的机器人特使前进深入宇宙──的科学家和工程师的故事。

　　这些机器以及它们背后那群人的传奇故事令人叹服，充满精采情节，以及种种弯曲转折。就如许多太空科学家所述，他们始终不知道自己会发现什么，而且他们都学到了该事先料想始料未及之事。

　　本书只针对21世纪早期几项机器人太空任务，勾勒执行经历的瞬间写照。太空任务有开始有结束，有些延续数年，甚至数十年；另有些则只执行几个月。不过就所有人类冒险故事来看，一段故事的结束，也就象征另一段故事的开始。探险故事延续不绝，相互连贯。

　　除了这里细述的情节之外，还有许多奇妙的机器人太空任务持续进行，我鼓励各位着手探寻，深入了解那些任务。本书最后一章介绍了好几项即将投入的新任务。

　　今天，伴随这些任务启程探究宇宙，已经不再是记者的专利，几乎所有人都能够办到。线上存取以及社群媒体连接，让一般大众有办法参与这些事件、向美国航太总署以及其他太空机构提问、观赏影像并得知种种发现，有时还能在事发当下即时进行。

　　此外，随着民间科学计画逐步推展，就连一般人都不只可以伴随，还能真正成就其他事项；如今所有人都能实际对科学进程做出贡献。还有什么事情比发现隐匿星系、新的超新星、先前未见的月面环形山或火星撞击坑，甚至于环绕另一颗恆星的新行星还更令人振奋？如今已经有寻常百姓发现了这类天体，而且还有更多等着被人发现。

　　陪我们一起上太空吧……
 

第一章　破解冥王星之祕：新视野号

听说这是办不到的事

秉持艾伦‧斯特恩（Alan Stern）的典型风格，他在两场会议之间，在驾车路途上，腾出时间打了通电话，还回家逗留了一会儿。由于蓝牙连线艺术家概念图像，描绘出新视野号以及它和冥王星与其所属卫星冥卫一（Charon，音译「凯伦」）接触时的景象。

微弱，斯特恩的声音在背景杂音和交通喧闹声下，只勉强可闻，接着是车门和房门砰的关闭声，手提箱和抽屉开阖声。在此同时，他仍不断谈论他的太空船如何前往太阳系偏远角落，研究遥远的冥王星和所属卫星群，又如何在2015年7月，完成那趟不可置信，简直无从想像的成功任务。

「我们办到了，」斯特恩干净俐落，毫不啰唆地述说他现在是如何回应那些表示新视野号（New Horizons）太空船绝对无法赶上时限，质疑他能在预算范围内完成使命的人士。「其他我们完全不必多说。」

斯特恩是新视野号任务的首席研究员──也是主要的倡言创始人──他从1980 年代晚期开始，就不断宣扬推动一趟冥王星太空任务。

「头十年，我们根本毫无进展，」他说明。其他冥王星任务企划逐一提出，然而要嘛都被取消了，不然就是没有受到认真考量。挫败之余，斯特恩开始游说其他科学家，甚至找上了国会议员，最后冥王星太空任务终于被列入美国国家科学院（National Academy of Sciences）2000年代头十年期间的最优先要务。

新视野号的冥王星太空任务初步在2001年获准核可，然而到了2002年，航太总署基于预算理由，似乎打算把那项任务打入冷宫。所幸「行星学会」（The Planetary Society）等太空倡言团体纷纷向国会游说，还发动儿童写信请愿，唿吁让该任务存续。看来小孩子总是对冠上卡通角色名称的行星迷恋不已，然而冥王星的英文名Pluto（布鲁托，狗名），其实是引自罗马神祇阴间主宰的名字。

计策生效，冥王星太空任务重新启动。不过依然有人继续唱反调。

「当新视野号在2001年获选，有人告诉我们：『你赢了，不过你也输了。』」斯特恩回顾表示。「他们说，没有人能以这个价格打造一项任务，成本才相当于1970年代航海家号任务的五分之一。没有人曾经在这样的时间范围内打造出一项外行星任务，才短短4年。然后那还是一趟为期10年的冥王星飞行任务，而你又只有一艘太空船，所以失败机率相当高。这实在是没有办法可靠完成的使命。」

评分☆☆☆☆☆

这本书我一直盼着呢！作为一名资深的科幻迷，我一直对太空探索充满无限的好奇。虽然这本书我还没有拿到手，但我光看书名，就已经脑补出了无数激动人心的画面。想象一下，那些在黑暗宇宙中闪耀的探测器，它们承载着人类的梦想和智慧，穿越星辰大海，去触碰那些遥不可及的未知。我特别期待书中能够详细介绍“旅行者号”探测器的故事，它已经飞出了太阳系，成为人类向宇宙发出的第一封“明信片”。我很好奇，在它漫长的旅途中，它都遇到了些什么？它捕捉到的宇宙深处的景象又是何等的壮丽？还有“哈勃”望远镜，它就像人类的“眼睛”，为我们揭开了宇宙的神秘面纱。那些由它传回的星云、星系的照片，简直就是宇宙的艺术品。我希望书中能深入讲述哈勃是如何诞生的，它又克服了多少技术难题才得以实现？我对那些牺牲了生命，为太空探索奉献一切的宇航员们也充满敬意。他们的勇气和毅力，才是人类探索宇宙最宝贵的财富。这本书，我相信一定能满足我这个“太空发烧友”的求知欲，让我更加深入地了解那些伟大而又充满传奇色彩的太空任务。

评分☆☆☆☆☆

自从我还是个小孩子的时候，我就对夜空中闪烁的星星充满了幻想。我常常会问，那些星星到底有多远？那里有没有生命？而这本书，正是为我这样对宇宙充满好奇的人准备的。虽然我还没有打开它，但我能感觉到，它就像一本通往宇宙的“秘密地图”。我特别期待书中能够深入介绍一些探测器，比如“好奇号”火星车。这个小小的机器人，正在火星上孤独地探索着，它传回的照片和数据，正在一点点揭示火星的奥秘。我很好奇，“好奇号”是如何在火星严酷的环境中工作的？它发现了什么关于火星生命存在的证据吗？书中会详细介绍它采集样本的过程吗？我还会对那些关于行星际旅行的挑战和技术突破感到着迷。比如，如何克服漫长的旅途和巨大的温差？如何保证宇航员的生存和健康？我相信，这本书会用生动有趣的语言，将这些复杂的科学知识和感人的故事呈现出来，让我仿佛亲身参与到这场伟大的太空探索之中。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，太空探索是人类最伟大的成就之一，它代表着我们不断超越自我的精神。这本书的出现，让我看到了一个了解这些成就的绝佳机会。虽然我还没有读到，但我能想象到，这本书会把我带入一个充满未知和惊喜的宇宙世界。我非常期待书中能详细介绍那些关于深空探测的项目。比如，我们是如何探测到遥远星系的？那些发送到宇宙深处的探测器，又是如何克服时间和空间的限制，与地球保持联系的？我很好奇，它们在太空中经历了怎样的“冒险”？又传回了哪些令人惊叹的宇宙景象？我也会对那些关于宇宙起源和演化的科学理论感到好奇。这本书会以一种通俗易懂的方式，解释那些复杂的概念吗？比如，宇宙大爆炸是如何发生的？黑洞又是怎样的存在？我相信，这本书会像一位循循善诱的老师，将枯燥的科学知识转化为引人入胜的故事，让我对宇宙的理解更上一层楼，也让我更加敬畏这个浩瀚而神秘的世界。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，太空探索不仅仅是科学家的事，它更是关于人类的好奇心、勇气和对未知的向往。这本书的出现，恰好满足了我对这些方面的好奇。虽然还没读到，但我能预感到，它会带领我进行一场心灵的震撼之旅。我想象着，当我翻开这本书，首先映入眼帘的，可能会是关于“阿波罗计划”的那些辉煌瞬间。月球上的脚印，那些改变了人类历史的语句，都让我心潮澎湃。这本书会详细讲述登陆月球的过程吗？那些宇航员在月球上的真实感受是怎样的？是激动，是敬畏，还是孤独？我猜想，书中一定会提到一些鲜为人知的细节，比如，宇航员们在月球上看到了怎样的地球？那蓝色的星球，在遥远的宇宙中，又会给他们带来怎样的震撼？我也会对那些为这个计划付出努力的无数工程师和科学家们感到好奇。他们是如何将一个看似不可能的梦想变成现实的？他们的智慧和汗水，最终成就了人类的伟大一步。我相信，这本书不仅仅是知识的堆砌，更是对人类探索精神的一次礼赞，一次对生命意义的深刻追问。

评分☆☆☆☆☆

我一直对人类探索未知世界的勇气和智慧充满敬意。这本书的出现，对我来说，就像是打开了一扇通往宇宙的大门。虽然我还没有真正阅读它，但我能从书名中感受到其中蕴含的震撼力量。我希望书中能够深入地讲述那些载入史册的太空任务，比如，那些关于国际空间站的故事。这个在地球轨道上运行的“家”，是人类在太空中的一个重要基地。我很好奇，宇航员们在空间站的生活是什么样的？他们是如何在失重环境中工作的？那些在空间站上进行的科学实验，又为我们带来了哪些重要的发现？我也会对那些关于未来太空探索的设想感到兴奋。这本书是否会展望未来，描绘人类登陆火星，甚至更遥远的星球的蓝图？那些尚未实现的科技，又将如何改变我们对宇宙的认知？我相信，这本书不仅仅是记录历史，更是激发我们对未来的憧憬，让我们感受到，人类的探索永无止境，宇宙的奥秘等待我们去发现。