分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 为落实习近平总书记关于要推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展的指示，我国航天事业在近年来出现了可喜的发展。空间科学成为越来越多从事航天事业的大学和科研机构关注的对象。然而，对于空间科学在载人航天、深空探测和科学卫星这三类任务中如何发挥其作用，仍然有不少疑问和困惑。文章从空间科学发展的起源，以及载人航天、深空探测和科学卫星各自的特点，探讨空间科学在其中所起到的作用，并提出政策建议。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 航天科技成就是国家科技水平和科技能力的重要标志。当前我国空间技术领域发展最好，空间应用领域有待加强，空间科学领域相对最弱；建设空间科学强国、破解航天强国“短板”的国家重大战略需求极其迫切。文章阐明了空间科学强国的内涵，首次给出了空间科学强国的三级指标体系。以此为基础，剖析了我国空间科学在世界上所处的位置，明确了主要的差距所在，提出了未来的发展建议。文章虽然利用构建的空间科学强国指标体系给出了我国空间科学世界第三的国别排序，但不应过度解读；相反，应以缩小差距乃至领先世界为目标，在未来 15—30 年的有限时间窗口期内，通过国家空间科学投入双 15% 占比的增长引爆空间科学原创力，加速空间科学发展，以期使发达的空间科学及其重大原创突破成为 21 世纪中叶我国航天强国、科技强国建成的先行标志。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 空间科学是依托航天器平台研究宏观和微观世界的前沿交叉学科，自 20 世纪 60 年代以来在基础科学前沿催生了诸多诺贝尔奖级的重大发现和原创科学成果，突破了人类对自然世界的认知边界，不断拓展人类知识图谱。进入 21 世纪，在新一轮科技革命孕育爆发之际，空间科学也进入了革命性突破的新时代。文章回顾了近10年来国际空间科学重大进展，结合世界空间科学前沿发展态势及主要航天国家和地区空间科学任务的未来规划布局，对未来 10—15 年空间科学的可能突破领域进行了研判和分析，指出基于重大科学目标的系列空间科学任务，极端条件下的物理规律、中低频引力波、宇宙黑暗时代和黎明时代、太阳活动爆发机制、日地系统多圈层耦合、太阳系地外生命指征、系外行星探寻等学科前沿有望取得重大科学进展。我国正在加快建设航天强国和科技强国，空间科学领域正在奋起直追，围绕极端宇宙、时空涟漪、日地全景和宜居行星等科学主题开展前沿探索，有望在这一轮探索宇宙奥秘的世界竞技舞台上取得优异成绩，贡献中国智慧、作出中国贡献。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 中国科学院空间科学战略性先导科技专项（以下简称“空间科学先导专项”）是中国科学院作为国家战略科技力量主力军，以空间飞行器为平台，瞄准世界科学前沿，从2011年开始布局和实施的前瞻性、战略性重大科技项目。迄今，空间科学先导专项已走过了11年的历程，使我国空间科学的发展第一次有了系统性的支持计划，使我国的空间科学家从旁观者、参与者逐渐走近世界空间科学舞台的中央。文章回顾了空间科学先导专项从实施以来的发展历程，包括专项一期在科学前沿领域和在航天技术领域取得的突破，专项二期正在实施的项目情况，以及正在论证中的空间科学未来规划任务的优选项目。习近平总书记2016年在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会上明确提出，“必须推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展”，将发展空间科学放到了我国航天科技发展的首要位置上。展望未来，我们要继续瞄准空间科学领域的重大科技前沿，通过实现“从0到1的突破”，使空间科学在建设中国特色社会主义科技强国的过程中，发挥不可替代的作用。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 行星科学是一门新兴交叉学科，形成于20世纪60—70年代的第一次国际深空探测热潮。行星科学是研究太阳系内与系外行星、卫星、彗星等天体和行星系的基本特征，以及它们形成和演化过程的科学。行星科学以深空探测为主要研究手段，由地球科学、空间科学、天文学等学科交叉产生。当今世界美国成为独一无二的行星科学强国，缘于其率先建立了行星科学学科和人才培养体系，以及科学引领深空探测的发展思路。当前国际上处于第二次深空探测热潮的上升期，我国的深空探测事业迅猛发展，取得了举世瞩目的成就，已然成为崛起中的深空探测大国。但是，我国的行星科学学科尚未建立，亦无人才培养体系，无法匹配和支撑国家深空探测战略规划的实施。行星科学学科建设的滞后已成为制约我国成为深空探测强国和行星科学强国的瓶颈。因此，行星科学一级学科建设迫在眉睫。中国科学院大学等高校有条件、有能力、有优势率先建成行星科学一级学科，继而带动相关高校共建中国行星科学人才培养体系，服务和引领未来深空探测计划，推动我国成为行星科学强国。对比美国行星科学发展历程和当今我国国情，我们认为，充分发挥中国科学院大学科教融合办学模式的优势，有望探索出一条有中国特色的行星科学一级学科建设之路。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 空间科学任务与其他航天任务的根本不同在于其产出。如果说应用类航天任务的产出是应用和服务，如通信、电视广播、导航、气象预报、海洋预报，资源勘察，以及土地规划和利用等，那么空间科学任务的产出则是对太空和宇宙的新发现和对其自然规律的新认识，以及由此形成的新的科学知识。因此，判断一个空间科学任务是否成功的核心要素是其是否有相应的科学产出。文章以科学产出最大化为牵引，从规划论证到产出评估的空间科学任务全生命周期的角度，对每一个任务阶段和节点，提炼出了相应的管理要求和措施，特别是对如何实施科学产出的评估提出了3条具体建议。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 2021年以来，先后有维珍银河（Virgin Galactic）、蓝色起源（Blue Origin）和太空探索（SpaceX）3家公司成功实施了太空旅游飞行。如果发展顺利，这个领域将会在 10 年内发展成为一个千亿美元的市场。相应的，每年将会有成千上万的人来往于地球与太空之间。如同人类当初进入大航海时代一样，人类进入太空时代之后的体验，将会深刻地影响人类对这个世界和自身的认识。文章将从这个角度，回顾人类自 1961 年第一次进入太空之后发生的变化，并探讨在更多的人来往于太空之间之后，对人类关于自身和世界的看法可能产生的影响。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 文章介绍了创新文化的缘起、内涵、作用与意义，把价值理念、思维模式、行为规范、制度体系等4个方面视为创新文化的基本要素。在此基础上，文章系统回溯了中国科学院4种创新文化要素的发展情况，指出“科学救国”“科学报国”“科学强国”是中国科学院的价值理念；争做“两弹一星”精神的践行者与传承人是中国科学院的思维模式；创新科技、支撑发展、服务国家、造福人民是中国科学院的行为规范；科技体制不断创新是中国科学院的制度优势。最后，文章还就中国科学院未来的创新文化建设进行了展望。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 国际合作是空间科学发展的客观需要，也是我国走近世界空间科学舞台中央的必由之路。中国科学院空间科学战略性先导科技专项（以下简称“空间科学先导专项”）的空间科学卫星系列任务在全生命周期的创新发展链条上开展了全面、广泛、全方位、多层次的实质性国际合作，合作伙伴涉及欧洲空间局、欧洲主要航天国家，以及美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、日本、新加坡等。空间科学先导专项通过建立双边战略研讨机制、共建国际研究机构，促进国际交流与合作，深化任务的国际论证，以及优选先进的科学探测仪器，确保科学目标的原创性和重大性。通过加强合作任务的工程管理和科学管理，实行“项目双首席科学家”和“载荷科学家”模式，促进重大成果产出。文章梳理了空间科学卫星系列任务的国际合作情况，重点阐述对不同层级国际合作的管理实践，对事关国际合作成败的常见问题进行思考并提出了对策建议，力求为后续国际合作任务管理提供重要参考。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 文章指出我国空间科学任务的核心特点是科学驱动，具体表现为“四个科学”特点，即科学目标、首席科学家、科学载荷和科研院所。阐述了针对“四个科学”特点的管理实践，即坚持以科学目标为牵引，以首席科学家为科学导向，以科学载荷为抓手，以科研院所为依托，促进科学与技术、科学与工程的有机融合，确保工程进度和质量，努力促进成果产出的最大化。通过审视空间科学任务的特点，梳理管理实践和对策，并对后续任务管理提出建议，有助于进一步提升管理能力，对我国空间科学长期可持续发展颇有裨益。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 随着世界各国对空间科学的日渐重视和空间探测技术的蓬勃发展，空间科学大数据时代已经来临。文章从数据规模增长、数据管理理念演进、研究范式转变、大数据技术与工具发展、智能应用萌芽和研究生态系统建设等角度阐述了当前空间科学大数据发展的主要趋势，并结合未来发展需求与国家战略规划布局，剖析了空间科学大数据面临的具体挑战和发展机遇。文章提出应全面发力促进科学数据共享共用，扩大知识创新与科技产出，引领空间科学发展的新时代。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要： 太阳高能粒子(SEP)事件是一类重要的空间天气灾害性事件,如能准确预报SEP事件,人们便可以采取必要的防护措施,保障卫星、星载设备以及航天员的安全,尽可能地降低经济损失.因此,其数值预报研究在空间天气预报研究中占有很重要的地位.SEP事件中的高能粒子在不同的时间尺度内被耀斑过程或者CME驱动的激波加速,并且在被扰动后的行星际太阳风中传输,这些过程都紧紧依赖于太阳风背景场.因此获取更加接近物理真实的太阳风背景场是模拟SEP事件的重要部分,也是提高SEP物理模式的关键因素之一.我们目前的工作基于张明等发展的SEP在行星际空间传播的模型,尝试将Parker太阳风速度解及WIND飞船观测的磁场实时数据融入模型中,研究不同的太阳风速度以及真实磁场分布对SEP在行星际空间中传播的影响.通过求解聚焦传输方程,我们的模拟结果表明:(1)快太阳风条件下,绝热冷却效应项发挥了更大的作用,使粒子能量衰减的更快,而慢太阳风对粒子的通量变化没有显著影响;(2)加入观测的磁场数据时,粒子的全向通量剖面发生了比较明显的变化,具体表现在:通量峰值推迟到达、出现多峰结构、各向异性也发生一些改变.分析表明真实磁场的极性对粒子在行星际空间中传播有着重要的影响.
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要： 基于RMAP协议对SpaceWire高速总线进行了架构设计与实现。首先给出了SpaceWire高速总线的整体设计;其次对SpaceWire编解码器中的DS编码进行了优化;然后根据RMAP协议的基础要求,设计了RMAP SpaceWire总线的工作流程与实现方法;最后通过仿真平台对该设计进行仿真测试。仿真测试表明:设计实现了RMAP SpaceWire高速总线的基础功能,数据链路传输速度可以达到79.84 Mb/s。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要： 针对数传、测距一体化的调制方式高斯最小频移键控复合伪码测距(Gaussian minimum shift keying+pseudo-noise,GMSK+PN)信号的信噪比估计,提出了一种精度较高、复杂度较低的快速算法。该算法采用层状结构分解的方式,将信号分解为若干信号单元,对每一个分解的信号单元进行功率分配计算或信噪比估计,最后快速准确地计算出整个信号的信噪比。信噪比在1~13dB之间时,估计误差小于0.5dB。利用Simulink仿真工具,验证了该算法的有效性。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要： 针对地月系L2点不同任务需求下的低耗能转移轨道设计问题,基于不变流形理论与混合优化技术,深入研究了不同月球借力约束与不同幅值Halo轨道的入轨点(简称HOI点)对转移轨道飞行时间与燃料消耗的影响,给出了HOI点选择策略。首先结合任务要求并考虑月球引力影响,在月球借力点施加不同约束条件,通过微分修正算法调整Halo轨道的稳定流形,设计月球到Halo轨道的转移轨道。采用遗传算法与微分修正算法相结合的混合优化策略,在同时考虑地球停泊轨道高度、倾角、升交点赤经与航迹角等多约束条件下,对燃料最优的地月转移轨道进行研究。最后,分析月球借力高度、借力方位角和不同HOI点对平动点转移轨道飞行时间与燃耗变化量的影响,对于考虑月球借力的地月平动点转移轨道设计与应用具有重要的参考价值。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要： 基于巨磁阻抗效应(GMI)的磁强计是近年来磁强计研究领域的热点. 相比其他类型磁强计, GMI磁强计具有微型化、高灵敏度、快速响应、高温度 稳定性和低功耗的优点. 本文以铁基纳米晶带材为敏感材料, 设计并实现了GMI 磁强计传感器与后续信号处理电路, 组成一台GMI磁强计. 实验结果表明, 该磁 强计在-25000~25000nT量程内灵敏度为0.176mV·nT-1, 满足实际弱磁场测量要求, 并且具有体积小及功耗低的特点, 有望应用于空间 探测等磁测量领域.
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要： 星载有效载荷在轨探测时需要在多种模式之间不断进行切换, 以便获得探测器 的最优工作状态. 每种模式切换时需要对有效载荷28个电子学前端电路、中子 采集与处理电路、触发单元电路、高压供电机箱及载荷数管进行多种工作状态 参数的配置. 为有效开展有效载荷探测工作, 提高有效载荷探测模式转换的灵 活性及降低模式切换时参数配置的复杂度, 对星载有效载荷在轨自主探测管理 技术进行研究, 并对探测器有效载荷的工作模式进行分析, 给出由地面规划 专家和星上自主探测执行机构相结合的基于事件驱动的有效载荷自主探测方案 设计和软件实现情况, 同时对自主探测中的可靠性措施进行了分析, 实现探测 器全天候、全时段、灵巧探测的功能, 并减少了对地面遥控注入的依赖.
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要： 为了研究大面积等离子体片的分层特性,利用脉冲磁约束线形空心阴极放电装置,在150 Pa氦气中产生了持续时间为200μs、面积为60 cm×60 cm的大面积等离子体片。采用快帧法和旋转空心阴极法利用郎缪尔探针首次获得了等离子体片分层时厚度方向电子密度分布及其演化构成的二维分布图;基于获得的二维分布图,研究了分层等离子体片厚度方向电子密度的分布特征与磁场强度和放电电流的关系。实验发现,等离子体片分层时厚度方向电子密度呈现双峰曲线分布特征;当放电电流为2 A,磁场强度为1.5×10-2,2.25×10-2,3×10-2T时,双峰间距分别为0,3.2,8.4 mm;当磁场为3×10-2T,电流为1,2,3,4 A时,双峰间距分别为8.6,8.2,6.8,5 mm。结果表明:分层等离子体密度峰值间距随着磁场的增强和放电电流的降低而增大。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要： 在评估国际常用Kp指数现报模式Takahashi及其应用于中国地 磁台站效果的基础上, 提出了一种改进的地磁Kp指数现报模式, 其可以 有效识别地磁规则日变化的逐日变化特性, 反映地磁扰动的季节效应和地方时 效应, 从而提升了Kp指数现报的准确性. 采用Takahashi模式开发时所 使用的台站数据进行对比, 新模式将单站地磁Kp指数现报效率由0.77 提升至0.84, 多站联合Kp指数现报效率由0.88提升至0.92; 采用 2000-2006年北京十三陵台站(BMT, 磁纬29°N)数据进 行评估, Kp指数现报效率由0.70提升至0.80. 对Kp指数现 报结果的误差分析发现, 现报误差存在明显的地方时差异和一定的季节差异, 误差随扰动强度变化并在中强磁扰时最大. 利用SuperMAG的指数分析表明, Kp台站的经度不均匀分布会对现报效果造成一定影响.
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