内容简介
- 本期文摘讨论"中国载人航天、嫦娥五号月球科学探测、深度学习与弱信号、在轨对星球表面遥操作技术"等方面的进展与科学问题。
引力波是物质和能量的剧烈运动和变化所产生的一种物质波, 通过探测引力波可以使得人类从另一个角度去观测宇宙. 在空间引力波探测的过程中, 惯性传感器中的检验质量会受到太空环境中粒子和射线的作用而积累电荷, 影响了引力波探测的精度
近地小行星防御问题研究意义深远, 不仅涉及地球生态系统稳定与物种多样性保护, 更与人类文明安危直 接相关. 动能撞击是对近地小行星进行防御的一种有效方案, 大部分现有研究主要集中于从地球表面发射防御卫星进行小行星拦截.
针对小行星接近过程中图像的亚像素目标分割问题, 提出一种改进Zernike矩的亚像素边缘检测方法.首先, 使用双边滤波器进行图像预处理; 其次, 使用改进的形态学梯度滤波算子实现像素级边缘的粗定位; 然后,使用改进的Zernike矩模型建立7×7模板, 并通过Otsu法计算得到Zernike矩的最佳分割阈值, 实现边缘检测的亚像素精确定位.
在轨对星球表面遥操作技术面向未来星球表面样本收集与分析、设备运输与部署、基础设施建设与维护等日愈增长的复杂任务需求, 通过星球轨道载人航天器内的航天员在轨遥操作星球表面的机器人执行作业任务,是推动未来载人登月、月球基地建设和载人火星探测等任务实质进展的关键支撑.
空间环境错综复杂, 由航天员出舱完成各类空间任务难度较大. 利用空间机器人操控技术, 能够扩展航天员的操作能力, 有效提高空间作业的自主化和智能化水平。存在在轨服务、星表巡视和星表采样等三类场景下空间机器人操控技术
光合作用复合物中发现了量子相干效应, 并且光合作用复合物中能量传输的量子效率接近100%.探索光合作用系统中能量传输背后的物理机制以及量子相干效应在光合系统中起到的作用. 尝试利用量子相干效应来提高激子能量传输的效率
作为描述强相互作用的基本理论, 量子色动力学(Quantum Chromodynamics, QCD)对精确检验标准模型以及寻找新物理有着十分重要的意义。在固定阶计算与重求和技术、部分子分布函数及其计算等方面取得了进展, 搜寻新物理、标准模型精确检验和强子内禀属性研究等领域也有作用。
地面太阳辐射数据的获取受限于稀少的太阳辐射观测站点,气象卫星可以提供较高的时间和空间分辨率数据,为模拟太阳辐射提供了新的数据源;引入人工神经网络模型模拟太阳辐射可以获取更精准的数据指导农业生产。.
太阳爆发活动, 主要包括太阳耀斑和日冕物质抛射, 是灾害性空间天气的驱动源. 太阳爆发活动本质上是储存于太阳日冕中的磁能突发性剧烈释放的表现。太阳爆发理论模型大致可以归结为两类: 一类假设在爆发前存在磁通量绳结构, 并通过磁流体力学理想不稳定性产生爆发; 另一类直接基于剪切磁场的内部磁重联产生爆发
本期文摘
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针对全球云、气溶胶光学性质的量化及其对气象、气候、地球环境的影响，提出一种星载新一代多波束测云激光雷 达（M3CL）探测方案。该方案采用三体制、四波长、九波束的推扫测量方式形成地面九波束 20 km 推扫幅宽，即单激光器产生 355 nm、532 nm、1064 nm 和 1625 nm 4 个波长的激光，其中 532 nm 包含 9 个波束，波束间隔为 3.05 mrad；光电接收核心波束 355 nm/532 nm 双波长采用高光谱探测和偏振探测，1064 nm、1625 nm 为回波能量探测，另加边缘 8 波束 532 nm能量探测.
欧洲空间局在空间安全领域布局守望者号空间天气专用业务卫星，成为全球空间天气研究预报和服务领域的里程碑事件之一。指出利用日地拉格朗日L5点开展空间天气监测预警具有独特优势，简述了守望者号任务目标和有效载荷配置，回顾了其漫长的推进历程、未来实施计划及美国积极参与守望者号任务的情况.
灾害性空间天气事件包括太阳耀斑、太阳质子事件、磁暴、高能电子暴和电离层暴等。准确有效的预报预警信息有助于及时采取措施以避免或减少损失.分析空间天气事件的特征和影响，以及现有服务和相关研究的基础上，对灾害性空间天气事件及其预警分级规范进行讨论，并在以下几方面提出建议：基于多环境要素综合判别空间天气事件；建立涵盖内外源扰动的电离层暴指数；适应现行监测能力和业务实时性，基于自主探测数据适用性分析建立预报预警规范
问题与挑战
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星空观察
The New Moon: Major Advances in Lunar Science Enabled by Compositional Remote Sensing from Recent Missions
Volatile-bearing lunar surface and interior, giant magmatic-intrusion-laden near and far side, globally distributed layer of purest anorthosite (PAN) and discovery of Mg-Spinel anorthosite,a new rock type, represent just a sample of the brand new perspectives gained in lunar science in the last decade. An armada of missions sent by multiple nations and sophisticated analyses of the precious lunar samples have led to rapid evolution in the understanding of the Moon, leading to major new findings, including evidence for water in the lunar interior
弱信号与深度学习
太阳爆发活动主要包括太阳耀斑、日冕物质抛射(coronal mass ejections,CME)和太阳质子事件(solar p roton events,SPE),太阳爆发活动对空间天气和高技术领域有重要影响.太阳爆发活动短期预报是空间天气预报中一个活跃的研究领域.目前,数值的、统计的和机器学习的方法被用来建立太阳爆发活动预报模型.随着天基和地基观测设备的发展,积累了大量的太阳观测数据,数据驱动的太阳爆发活动预报模型取得了重大进展
理论基础
银河宇宙射线、太阳宇宙射线、辐射带等辐射环境会对元器件、航天员等产生各种空间辐射效应，威胁航天器的正常工作以及航天员的生命健康。材料屏蔽是目前最有效的辐射防护措施之一，对保障航天任务的顺利进行有着重要的作用。针对元器件、航天员以及飞行器平台防护 3 类典型对象，梳理不同场景下空间辐射屏蔽材料研究进展，并对金属复合材料、聚合物材料等空间辐射屏蔽材料的发展方向进行探讨