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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