火星环绕探测的关键技术和解决途径主要有：自主安全捕获控制、长日凌自主管理、高速测控数传一体化、多码率自适应中继通信；环绕探测平台功能包括：对地通信速率、导航与变轨能力、结构承载与推进系统等。进而根据未来火星探测需求，分析了环绕平台需要发展的新能力。
内容简介
- 本期文摘讨论"飞船登录技术、弱信号本地与空间收集技术、空间导航、量子计算、空间目标与地域分割、弱信号数学"等方面的进展与科学问题。
现代农业是以动植物为基础进行物质生产或服务的重要领域，也是满足人类社会对食物和工业原料需求的主要途径。工业生物技术领域则利用农业生产废弃物或非粮植物等可再生生物质资源为原料，利用生物体及其组成部分的功能，制造人类所需的能源、化工、医药、食品等各种产品
利用着陆初期有限数据(天问一号环绕器获取的遥感影像、一幅悬停避障缓速下降阶段的GNC避障敏感器拍摄的降落影像和导航相机在着陆平台的环拍立体像对完成定位任务。通过导航相机的环拍影像生成着陆点周围陨石坑、沙丘、火山口、山梁之间的拓扑关系. 然后, 以根据环绕器的遥感影像生成的数字正射影像图为底图, 将导航相机生成的陨石坑、沙丘、火山口、山梁之间的拓扑关系与底图预着陆区的陨石坑、沙丘、火山口、山梁之间的拓扑关系进行模糊匹配, 确定疑似着陆点,结合降落影像在疑似着陆点中确定着陆点的粗略位置
Onboard localization capabilities for planetary rovers to date have used relative navigation, by integrating combinations of wheel odometry, visual odometry, and inertial measurements during each drive to track position relative to the start of each drive. At the end of each drive, a “ground-in-the-loop” (GITL) interaction is used to get a position update from human operators in a more global reference frame, by matching images or local maps from onboard the rover to orbital reconnaissance images or maps of a large region around the rover’s current position.
拓扑半金属-超导体异质结体系近年来的实验进展: 1)超导电流对拓扑量子态的模式过滤; 2) 拓扑超导和 Majorana 零能模的探测与调控. 对于前者, 利用约瑟夫森电流对电磁场的响应, 拓扑半金属中费米弧表面态的弹道输运被揭示, 高阶拓扑半金属相被证实, 有限动量配对及超导二极管效应被实现. 对于后者, 通过交流约瑟夫森效应, 狄拉克半金属中 4π 周期的拓扑超导态被发现,纯电学栅压调控的拓扑相变被实现.
随着微纳加工技术的发展, 简单光学元件从单透镜或少片透镜逐渐发展到衍射光学元件、二元光学元件和超构表面等平板光学元件. 复原算法中总结了正向求解算法、基于模型的优化迭代算法和深度学习人工智能算法。深度成像、高分辨与超分辨成像、大视场和大景深成像等技术, 以及简单光学在消费电子、自动驾驶、机器视觉、安防监控和元宇宙等领域发挥作用。
量子存储式量子计算机需要微波段的量子存储器,是亟待开发的新技术. 基于对量子存储过程中原子辐射本质的分析,无噪声光子回波方案能成功解决光子回波的自发辐射噪声难题。
天问一号”行星际转移及环绕飞行过程面临的器–地数据传输延时长、飞行过程指向约束多、自主可靠要求高等难题，提出了基于火星光学目标特性测量的自主导航、推力方向补偿的速度矢量控制以及多目标指向基准优化的角动量管理方法。通过对火星时变目标特性的自适应边缘提取和基于椭球模型的边缘精确 拟合，获得目标高精度导航观测信息，实现近火导航精度优于100 km、环火导航精度优于2 km；采用基于加速度计测量的推力方向实时估计及姿态前馈补偿，使制动捕获控制精度达到mm/s量级；结合多目标指向约束，以干扰力矩全局最优为目标进行姿态基准优化设计，保障超过30天无地面支持下的自主飞行控制.
对我国火星探测任务环火大椭圆中继轨道特点, 对具备X, UHF双频段的天问一号探测器中继通信方案进行了介绍, 给出中继通信系统关键环节的设计方法、技术机理与验证途径, 并对在轨飞行试验数据进行了分析.
本期文摘
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设计了非对顶双截锥大视场厚针孔和高探测效率编码孔, 发展了大面积图像转换屏和阵列式中子图像转换屏, 研究了MeV中子、伽马射线束图像转换屏的基本性能, 提出了选通型像增强器基本设计要求, 系统研究了快响应像增强器的时间选通特性和空间分辨特性, 基于一种特殊的全局快门驱动时序设计, 研发了百ns曝光双帧CMOS相机, 研制了一种针对百ns时间尺度射线源的触发与时间关联系统,包括触发探测器、定时探测器、同步机和快门发生器等, 与射线源特征时间关联精度一般为3–5 ns.
太赫兹单光子雷达信号检测门限为单光子尺度, 具有极低的噪声水平和极高的探测灵敏度, 有望显著提升现有太赫兹雷达系统的作用距离. 本文首先介绍了太赫兹单光子雷达探测技术提出的背景, 系统阐述了其原理、特点以及现状, 然后提出了直接探测与外差探测两种典型的系统实现方式, 并给出了一种雷达系统设计思路, 最后分析了当前太赫兹单光子雷达探测技术面临的关键问题, 讨论了其在雷达增程、远程防空预警、反隐身等领域的潜在应用.
嫦娥三号探测器系统两器分离是着陆后进行的第一个关键动作，也是后续着陆器探测和巡视器月面巡视勘察的基础，解决两器安全分离问题对于整个工程的实施具有重要意义。针对实际任务中对分离决策实时性和可靠性要求高的特点，使用基于着陆器监视相机的单像量测方法对月面环境中障碍物和通信遮挡包络进行分析计算，评估两器分离过程中的不安全因素，为两器分离决策提供支持.
问题与挑战
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study images taken by NASA Mars rovers Curiosity and Opportunity, to see if there are any signs of past or present life on Mars. Curiosity landed on Mars in August 2012 and Opportunity January 2004
弱磁与生物
Measuring cellular and tissue mechanics inside intact living organisms is essential for interrogating the roles of force in physiological and disease processes. Current agents for studying the mechanobiology of intact, living organisms are limited by poor light penetration and material stability. Magnetomotive ultrasound is an emerging modality for real-time in vivo imaging of tissue mechanics.
理论基础
引力波探测是一种强噪声背景中的微弱信号检测问题, 因而不但需要建造极为灵敏的探测装置来实现信号检测, 还需要建立在大量噪声中实现信号识别的数据处理方法. 不同于相对成熟的面向中、低频引力波天体物理源的激光干涉引力波力学潮汐效应探测系统.本文基于调制强磁场中高频引力波电磁响应探测方案, 模拟产生一系列强随机噪声背景下的时域高频随机引力波探测数据; 进而利用两台异地同步探测装置模拟探测数据的互相关特性, 实现模拟高频随机引力波信号的有效识别