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第1章 绪论1

1.1 空间碰撞研究的重要前提——极高速度1

1.2 空间碰撞研究的主要问题3

1.2.1 航天器类超高速碰撞4

1.2.2 宇宙天体超高速碰撞4

1.2.3 微观粒子超高速碰撞5

1.3 空间碰撞研究的物理学原理6

1.3.1 经典力学7

1.3.2 相对论11

1.3.3 量子力学13

1.4 空间碰撞研究的基本方法15

第2章 航天器外部结构碰撞受损16

2.1 主要现象17

2.1.1 薄板击穿并生成碎片云17

2.1.2 厚板撞击成坑17

2.1.3 中厚板鼓包层裂19

2.1.4 撞击诱发放电和闪光21

2.1.5 材料性能衰减23

2.2 地面模拟试验23

2.2.1 超高速弹丸发射技术23

2.2.2 弹丸速度测量技术33

2.2.3 撞击过程监测技术36

2.3 作用机理与建模41

2.3.1 基本理论42

2.3.2 弹道极限方程44

2.3.3 薄板撞击孔径模型46

2.3.4 碎片云模型48

2.3.5 累积撞击损伤评价模型60

2.4 典型应用61

2.4.1 空间碎片防护61

2.4.2 空间碰撞在轨感知67

第3章 航天器碰撞解体69

3.1 主要现象69

3.2 试验研究70

3.2.1 地面试验70

3.2.2 在轨试验77

3.3 作用机理与建模78

3.3.1 Battelle模型78

3.3.2 NASA模型81

3.3.3 CARDC-SBM模型84

3.4 典型应用86

3.4.1 空间环境建模与分析86

3.4.2 空间碰撞事件分析88

第4章 宇宙天体超高速碰撞94

4.1 月球表面撞击坑94

4.1.1 撞击坑的分类94

4.1.2 撞击坑的模型96

4.2 彗木大碰撞99

4.3 撞击地球102

4.3.1 数量众多的撞击坑102

4.3.2 大气层内爆炸103

4.3.3 地质变化103

4.3.4 恐龙灭绝104

4.3.5 月球的起源104

4.3.6 近地小行星碰撞防御106

4.4 “深度撞击”试验109

4.5 星系大碰撞110

4.5.1 主要现象110

4.5.2 作用机理112

4.5.3 碰撞结果115

4.5.4 星系不断碰撞合并的未来宇宙116

第5章 高能粒子束强冲击117

5.1 主要现象117

5.2 作用机理与建模119

5.2.1 粒子束的基本原理119

5.2.2 中性粒子束在真空中的传播127

5.2.3 带电粒子束在真空中的传播128

5.2.4 中性粒子束在大气中的传播131

5.2.5 带电粒子束在大气中的传播133

5.2.6 粒子束与目标相互作用153

5.3 典型应用158

5.3.1 粒子束武器158

5.3.2 离子束推移清除空间碎片160

第6章 强激光束辐照冲击162

6.1 主要现象162

6.2 实验研究163

6.2.1 激光辐照铝靶163

6.2.2 激光辐照石英164

6.2.3 激光辐照太阳能电池168

6.3 作用机理与建模171

6.3.1 热传导理论171

6.3.2 热效应机理与建模173

6.3.3 力学效应机理与建模177

6.3.4 等离子体效应机理与建模181

6.4 典型应用186

6.4.1 激光清除空间碎片186

6.4.2 激光推进195

参考文献198

后记205