为了对比热层–电离层中相伴传播的大尺度行进式大气层扰动与大尺度行进式电离层扰动的传播特征差异, 利用CHAMP卫星可以同时共体跨纬度观测大气质量密度和电子密度的优势, 研究了2002年3月19日一对远距离相伴传播的LSTAD与LSTID事件. 在当日04:00－06:00 UT期间, 伴随着AE指数的突然显著增强, CHAMP卫星随即在北半球观测到了相伴传播的LSTAD与LSTID. 在04:00 UT以后大约6 h内, 这些大气质量密度与电子密度的扰动一直向南传播, 穿过赤道并进入南半球, 最终在南半球耗散消失. 此外, 地面GNSS台链的观测结果也印证了卫星观测到的LSTID的真实存在. 经过对比分析表明, 由于电子运动受到洛伦兹力的高度控制, 而中性粒子不受洛伦兹力约束, 所以由同一源区激发且相伴传播的LSTAD与LSTID沿子午向的水平传播速度表现出明显差异, 导致在同一轨道上同一时刻同一位置二者的相位并不相同甚至差别明显.

综述微重力下膜/滴状冷凝的研究进展, 揭示两相流传热机理及重力影响规律. 对于管内冷凝, 可采用重力无关准则数(Bond数与Froude数等)判断重力是否影响传热, 通过增加蒸汽质量流速和减小管径减弱重力影响, 分析微重力冷凝下传热关联式以指导工程设计. 对于滴状冷凝, 在微重力环境下可通过提高蒸汽流速、使用功能性表面结合气流吹扫去除冷凝液滴, 实现持续滴状冷凝. 当前微重力冷凝实验研究的发展因缺少长期连续微重力环境而受到限制, 需借助中国空间站和国际空间站开展长时间冷凝传热实验, 以弥补可重复实验数据的不足, 探索重力作用机制, 为空间两相换热系统提供理论支撑.

2011年中国科学院国家空间科学中心建立了中国科学院空间环境监测网, 地磁台站分别位于漠河、北京、廊坊、三亚、富克. 通过融合处理这5个地磁台站磁通门磁力仪H分量监测数据, 发展一种可以有效识别地磁规则日变化, 反映地磁扰动季节变化和地方时效应, 并且适合中国地磁台网分布特性的估算地磁指数Kp_est. 本数据集包含2022－2024年5个地磁台站的地磁指数Kp_est, 能够改变目前官方Kp指数发布延迟2周无法满足业务需求的现状, 为空间天气预报服务提供数据支撑.

嫦娥七号探测器将在月球南极区域的艾特肯盆地着陆, 开展月球南极月表环境的综合探测与研究. 其中月表尘埃探头将对极区撞击坑附近自然悬浮的尘埃粒径、速度以及累积质量通量等关键特性参数进行原位测量. 为实现高精度的科学探测, 开展了系统的地面定标试验. 其中粒径定标采用单颗粒自由落体方法, 结合中性滤波片等效测试方案, 实现了1～5000 µm粒径范围的覆盖. 试验结果显示, 粒径反演误差不超过17%. 速度定标通过自由落体颗粒在不同高度下的飞行时间测量, 测速误差在13%以内. 通量定标采用溶液滴定法获得了石英晶体微量天平的质量灵敏度, 三方向质量灵敏度均在10^–9 g·Hz^–1·cm^–2量级, 线性度良好, 同时建立了温度–频率修正曲线, 以支持在轨数据的归一化处理. 定标结果表明, 尘埃探头各项性能指标满足月球南极极端环境下的探测需求, 所建立的定标方法和反演模型为后续在轨科学数据的解译提供了可靠依据.

针对感应式磁强计线圈与前置放大电路间长电缆信号传输带来的性能影响问题, 首次建立感应线圈–电缆–前置放大电路的电路等效模型, 通过仿真分析与试验验证揭示电缆长度对传感器噪声频率分布的影响规律. 理论分析表明, 电缆对传感器灵敏度影响有限, 高频段(>1 kHz)噪声水平会随着电缆长度的增加而显著提高. 在以10～1000 Hz频带宽度, 30 fT·Hz^1/2 (1 kHz) 的噪声水平为目标的感应式磁强计样机基础上, 验证电缆长度变化时噪声的变化规律. 试验结果表明, 电缆长度由0 m增至30 m时, 噪声转折频点由7.5 kHz前移至2 kHz, 同时高频噪声(10 kHz)水平提升6倍. 研究发现, 电缆长度增加对感应式磁强计噪声影响较为显著, 具体表现为低频段噪声略有改善, 高频段噪声急剧恶化, 可以通过包含电缆参数的理论模型进行设计和预测. 本研究为空间探测感应式磁强计在长电缆应用场景下的工程实现提供了关键参数依据.

探月工程四期嫦娥七号搭载的月球微波成像雷达未来在轨运行后, 不会在月面布控定标器, 因此无法实现在轨外场定标. 为确保获得月面高精度影像数据, 提出了一种地面标定方法. 该方法结合雷达系统内定标+内场性能标定, 在地面测试中通过在全温环境下测量内定标网络温度特性获取内定标精度、内定标通道一致性, 在暗室中获取内定标常数, 借助暗室构建内场无线收发环境实现系统发射和接收通道绝对收发增益和收发通道稳定度的精确标定. 地面标定获取的基础数据可用于在轨内定标常数、绝对和相对辐射精度、极化通道一致性等指标的校准, 为高分辨率月面探测提供保障.

空间辐射环境下的单粒子翻转效应严重威胁着星载智能系统的可靠性, 传统的三模冗余和周期性擦写等容错方法存在资源开销大、功耗高等问题. 提出一种基于自适应增强算法的轻量化容错方法(AB-FTM), 通过该方法构建ResNet20/32/44异构弱模型集成架构, 结合动态权重调整机制, 不仅显著减少参数规模(相比于原始ResNet110缩减18.2%), 而且提升了分类精度与鲁棒性, 增强了容错能力. 在CIFAR-10, MNIST, EuroSAT和Galaxy10 DECals数据集上的实验验证表明, 当0.032‰ 比例的参数发生单粒子翻转时, AB-FTM较ResNet110三模冗余的准确率分别提升53.25%, 63.49%, 57.67%和47.43%, 显著优于传统三模冗余方案. 该方法为未来空间科学卫星使用星载智能系统提供了兼顾可靠性、轻量化与计算效能的新型解决方案.

嫦娥七号任务计划在月球南极部署中国首台自主研制的月震仪, 用于监测天然月震与陨石撞击等事件激发的振动信号, 并开展为期八年的科学探测. 为保障月震仪在月球极端环境下的测量精度与长期工作的稳定性, 需建立系统的定标方法, 以确保其关键参数与技术指标符合科学探测与数据反演的要求. 依据地面地震计入网技术标准, 结合月震仪的带宽、动态范围、震级测量范围等性能要求, 设计了涵盖幅频响应、灵敏度及其误差、自噪声、量程等关键指标的地面定标试验方案. 此外, 针对在轨运行需求, 设计了月面在轨自主定标方案, 并提出基于人工震源的月面定标方法. 研究构建了完整的月震仪功能与性能定标体系, 为月震仪从地面验证到在轨运行各阶段提供了系统的性能测试与评估依据, 为后续获取高精度月震数据并开展科学解析奠定了重要基础.

鹊桥二号中继星阵列中性原子成像仪(GENA)是中国首台月基磁层中性原子全景遥感成像载荷, 旨在通过高时空分辨率观测数据为研究地球磁层亚暴注入触发机制、磁尾能量转化机制及地球磁暴的产生过程等提供科学数据支持. 该阵列中性原子成像仪创新地将飞行时间法与二维编码调制成像技术相结合, 实现了单粒子事件精确探测及大尺度高分辨的磁层中性原子遥感成像. 鹊桥二号中继星阵列中性原子成像仪可用于测量4～200 keV H原子和8～250 keV O原子, 且能量分辨率优于1 keV@10 keV. 同时, 其仪器视场角大于20°×45°, 中性原子遥感图像分辨率优于0.5°. 为准确标定阵列中性原子成像仪的上述性能指标, 开展阵列中性原子成像仪定标方法研究. 通过加速器束流定标测试验证阵列中性原子成像仪对中性原子的种类鉴别及能量测量能力, 通过光学定标测试验证阵列中性原子成像仪视场覆盖范围及生成图像的分辨率. 定标测试结果表明, 阵列中性原子成像仪对H原子和O原子的测量能力可覆盖设计指标.

低能离子和低能电子探头作为嫦娥七号探测器着陆器月表环境探测系统的组成单机, 主要用于开展月表低能带电粒子就位探测, 为揭示太阳风与月表的相互作用与耦合机制, 研究月表空间环境微观结构的形成机理提供关键背景数据, 并为月球科研站的空间环境评估及保障提供科学支撑. 低能粒子和低能电子探头采用相同的传感器设计方案, 利用半球形静电分析器与非对称式静电偏转板实现对月表低能带电粒子的大视场和宽能量范围探测, 利用可变几何因子功能实现大通量动态范围. 采用地面标准等离子体束源对两台探头的性能进行详细定标. 定标结果显示, 低能离子低能电子探头可实现0.001～30 keV能量范围的等离子体探测, 能量分辨率优于15%, 通量探测范围可覆盖7个数量级, 探测视场为90°×360°, 角度分辨率优于15°×22.5°, 所有技术指标均满足任务要求.