2021年空间科学热点回眸

 回顾了2021年全球空间科学重要进展、美欧俄中等国家和地区组织最新空间科学重大发展战略和规划、新发射的空间科学任务平台和新选定的未来任务。盘点了“帕克太阳探测器”首次飞越日冕，“洞察号”揭示火星内部结构，阿联酋、中国、美国探测器齐聚火星，美国绘制天文学和天体物理学发展路线图，欧洲确定2035-2050年大型空间科学任务科学主题，中俄发布国际月球科研站路线图，“詹姆斯·韦伯空间望远镜”成功发射，中国成功发射太阳探测科学技术试验卫星和可持续发展科学卫星，美欧批准新的金星探测任务等重大成果和事件。     

2021年空间科学与深空探测热点回眸

 2021年全球空间科学探索与发现热点竞相涌现。聚焦非载人航天，按空间天文、日球层物理、行星科学、空间地球科学等学科领域，梳理了各国空间科学任务的年度重要代表性成果，并对多个空间天文、日球层和行星（含月球）深空探测任务的工程成就和科学回报进行了归纳，包括但不限于人类航天器首次进入太阳大气层、太空台风可能影响地球空间天气、20亿年前玄武岩样品完善月球演化历史、火星地震探测揭秘其内部结构、星际空间发现等离子体波发射、深空望远镜再绘银河系结构图等。面向未来，欧洲空间科学“远航2050”规划、美国科学院2020年代天文学10年调查等给出的战略研判令人关注。尤为重要的是中国空间科学持续走近世界舞台中央，“悟空”科学数据正式公开，“慧眼号”“嫦娥五号”等科学任务助力空间科学家再度产出一批世界级原创成果。     

2019年空间科学热点回眸

 回顾了2019年全球空间科学重要研究进展、美欧俄日等国家/地区最新重大发展战略以及新发射的空间科学重要任务平台，盘点了天基平台助力首次黑洞直接成像，宜居带系外行星的大气中存在水，“隼鸟2”号（Hayabusa 2）完成小行星采样，1年期双胞胎天地对比研究揭示人体空间适应性，美国明确在2024年前载人重返月球目标，俄罗斯计划分4个阶段开展月球综合探索与开发、至2040年全面建成月球基地，中国成功发射“太极一号”空间引力波探测技术实验卫星，美国成功发射“电离层探测器”（ICON）等重大成果和事件。     

2019年深空探测热点回眸

 深空探测是空间科学探索与发现的重要方式之一。2019年全球在轨工作的深空探测任务有29个，皆为非载人航天任务，主要开展了月球、火星和小行星等的探测、深空太阳观测及日-地L1点空间天气监测和L2点空间天文观测。在纪念人类登月50周年之际，美国加快推动重返月球的阿尔忒弥斯计划，中国嫦娥四号任务着陆器和玉兔二号月球车对月球背面的就位探测和巡视勘察陆续产出一批国际关注的科学成果。美国新视野号任务飞掠柯伊伯带小天体“2014 MU69”的首个科学成果揭示了该“接触双星系统”的发展、地质与构成。日本隼鸟二号任务完成对“龙宫”小行星的两次采样探测、启程返回地球。除了“史诗级”的太阳探测帕克号任务，被“遗忘”在L1点的多个超期服役的空间天气监测科学任务如SOHO、WIND等表现依然稳定和出色。2020年，人类将迎来探测火星的新发射窗口，中国、美国和欧洲等即将实施的多个火星任务引人注目。     

2020年天文学热点回眸

 从天文设备和科学研究两大方面，回顾了2020年天文学热点事件和研究进展。在这一年，火星正值大冲之年，火星探测迎来新高潮，“嫦娥五号”成功实现月球挖土，“老将”阿雷西博望远镜宣告“退役”，“中国天眼” FAST接过接力棒，在揭秘快速射电暴产生机制方面做出贡献，LIGO/Virgo引力波探测器硕果累累，明亮的新智慧星划过北半球的天空，金星生命信号引起学界争议，eROSITA和盖亚卫星分别绘制了新的银河系精细地图等一系列天文事件精彩纷呈，重大发现层出不穷。     

封面图片说明：“十三五”期间中国航天重大工程

 在“十三五”期间,中国从载人飞船、太空空间站、月球和火星探测、对地探测、空间科学、北斗卫星导航等多个方面推进航天重大工程建设,并同时推动航天技术更好更快地服务经济和民生。     

2018年深空探测热点回眸

 深空探测指人类航天器离开近地轨道、进入太阳系空间和宇宙空间，对地球以外天体（月球及以远天体）或空间环境开展的科学探测。2018年，国际深空探测叠彩纷呈：中国“嫦娥四号”成功实现国际首次月球背面软着陆并将开展巡视勘察；美国“洞察号”探测器登陆火星；向太阳系空间进发，朝向日心方向，欧洲空间局和日本合作研制的BeipiColombo探测器正飞向水星、美国“帕克号”探测器开启“史诗级”旅行去“触摸太阳”，远离日心方向，“新视野号”成功飞掠柯伊伯带的小行星“天涯海角”、“旅行者2号”突破日球层顶；美国“奥西里斯-REx”和日本“隼鸟2号”顺利抵达各自目标小行星执行采样任务。2018年，月球表面存在水冰、火星发现有机分子、太阳系边际再抵近等发现或突破对于探寻生命起源、太阳系起源和演化，拓展人类知识体系具有重要意义。     

“十三五”期间中国航天重大工程

正在"十三五"期间,中国从载人飞船、太空空间站、月球和火星探测、对地观测、空间科学、北斗卫星导航等多个方面推进航天重大工程建设,并同时推动航天技术更好更快地服务经济和民生。探月工程——2020年11月24日,"嫦娥五号"飞行器发射并完成月球采样返回任务,中国成为全球第三个自主掌握月球探测返回技术的国家。2019年1月3日,嫦娥四号探测器成功降落在月球背面,人类探测器首次实现月背软着陆。     

10年见证中国空间科学发展进入新时代

 空间科学与空间技术、空间应用构成航天活动的3大领域。回顾了党的十八大以来中国空间科学的重要进展,突出表现为中国科学院空间科学战略性先导科技专项率先建立了中国的专用科学卫星系列,并产出了一批有国际影响的原创科学成果,载人航天与深空探测重大航天工程日益重视科学、技术和应用的融合;分析了以美、欧等航天强国为代表的国际空间科学发展态势,以及中国空间科学发展进入新时代的新历史方位,阐述了空间科学和空间技术与应用的联系和相互促进,指出重大科学目标引领、重大科学成果导向已成为中国空间科学任务的主要原则。面向建设科技强国、航天强国的时代需求,建议中国在有基础有优势的极端宇宙、时空涟漪、日地全景和宜居行星等科学主题上,加快部署系列科学卫星和相关任务,实现“0”到“1”的突破,让发达的空间科学成为高水平科技自立自强的重要抓手,成为航天强国建成的重要标志。     

从月球背面到深邃宇宙——2018年太空探索主要进展评述

 2018年,人类在太空探索方面取得重要进展。中国“嫦娥四号”探测器成功登陆月球背面,着陆点位于南极艾特肯盆地的冯·卡门撞击坑,实现人类航天器首次登陆月球背面;之后,中国探月工程将在完成月球采样返回后,朝着建设月球科研站的方向前进。在火星探测方面,重点是回答火星上是否曾经有过适宜生命生存的环境及其持续时间,而中国的火星探测器已在研制中,将于下一发射窗口发射升空。在引力波探测方面,中国启动以地面观测为主的阿里原初引力波探测计划以及以空间观测为主的天琴计划和太极计划,有望在这一领域做出重要贡献。多信使探测宇宙、寻找太阳系外的宜居行星是天文和天体物理领域的研究前沿和热点领域,正在酝酿新的突破。     

基于地表温度和植被指数的农业干旱遥感监测方法

农业旱灾是人类面临的最主要自然灾害之一,对我国农业生产影响非常大。土壤含水量是农业干旱监测的重要指标,通过遥感地表温度(LST)与植被指数(NDVI)结合,可以估算土壤湿度,监测农作物旱情。重点研究了LST/NDVI特征空间中干湿边的提取方法,通过14年全国NOAA/AVHRR的8km合成数据集分析发现,在LST/NDVI特征空间中,曲线斜率与实测土壤湿度显著相关(R=0.78,P<0.01),干边的截距和斜率与湿边有比较稳定的关系,但干湿边存在较大的空间和时间变异性。将全国分为6个区,分别确定LST/NDVI特征空间,根据特征空间干湿边参数反演土壤湿度,在土壤湿度分布图和全国耕地分布图基础上,进行旱情分级,得到全国耕地旱情分布图,可以为农业抗旱救灾提供快速宏观的信息服务。     

关于新一代旗舰型科学卫星WFIRST发展的分析

 中国是航天大国，但尚无重大科学目标牵引的大型战略性空间科学任务的经验。以美国新一代旗舰型空间天文学任务宽视场红外巡天望远镜（Wide Field Infrared Survey Tele-scope，WFISRT）为样本，介绍了其科学目标和有效载荷，梳理了任务剖面的数次更改和曲折的研发历程。将其与中国科学卫星系列的研制流程进行了比较分析，以期为中国“十四五”乃至更长远的空间科学任务布局提供参考。     

提升系统的渐近伪轨跟踪性质

设X是紧致度量空间，f:X→X是连续映射，又设～↑X是X的覆叠空间，～↑f：～↑X→～↑X是f的提升映射。本文证明：(～↑X，～↑f)有渐近伪轨跟踪性质当且仅当(X，f)有渐近伪轨跟踪性质。     

移位映射在周期点集上的性质

讨论了轨道空间和逆极限空间上移位映射在周期点集上的性质,即等度连续性和局部度量不稳定,证明了以下结论:如果坐标映射在周期点集上具有等度连续性,则移位映射在周期点集上具有等度连续性;如果移位映射在周期点集上具有局部度量不稳定性,则坐标映射在周期点集上具有局部度量不稳定性.     

近似空间的乘积空间和子空间及映射

以往粗集理论的研究或应用均局限于单个近似空间.客观世界中的事物是彼此关联的,粗集作为近似描述模糊概念的数学工具局限于单个近似空间显然是不够的,粗集理论应该有更广阔的领域.在此尝试讨论近似空间之间的关系,提出乘积空间和子空间的概念,利用映射建立近似空间之间的联系,提出近似空间同构的概念.     

拟欧氏空间R_2~4中类空曲面的Gauss映射

讨论了拟欧氏空间中类空曲面映射的性质 ,给出了这类曲面映射满足的充要条件     

深空探测对我国地面测控站升级的需求?

我国近年建成的深空测控网可以对未来的火星探测任务和其他深空探测任务实现自主测量和控制,并且同时具备对深空探测器的微波测速测距和VLBI测量能力.遥远深空探测任务加大了微波信号在星-地链路之间的往返传输时间,改变了测控链路信号的上、下行路线几何构型,导致同一个天线系统难以对探测器同步完成上、下行链路的业务,是对目前地面测控通信能力的挑战.本文以典型的火星探测为例,分析了深空探测器的微波闭环跟踪测控对我国深空测控系统单站设备的升级需求,并对深空站相应的改造提出了建议:1)单站单一天线上、下行时分交替测控模式;2)利用设置了单一天线的多个深空测控站协同三程开环链路测控,实现对探测器的控制和遥测;3)采用DSN/JPL/NASA的方案,在每个深空测控站配置多套天线系统,全部天线共用台站时频资源实现单站闭环上、下行实时连续测控.     

一类特殊映射的分布混沌

本文研究了区间上一类特殊映射的混沌性,该映射在数字信号处理和混沌控制中是一个很好 的处理问题的工具。文中利用构造的方法,借助于单边符号空间中转移自映射 的分布混沌性,证明了该映射是分布混沌的,进而也是Li-Yorke混沌的.