了解小行星的物质组成对小行星起源与演化研究、太空资源利用以及小行星防御等都具有重要指导作用。硅质小行星是近地以及内主带小行星的主要类型，也是最常见陨石普通球粒陨石的母体。为了增进对硅质小行星矿物成分的认识，本文研究了光谱信噪比较高的8颗硅质小行星的矿物组成。通过对小行星混合光谱进行去卷积获得铁镁质矿物吸收特征，得到它们的镁橄榄石指数（Fo#）以及高钙辉石占比，并获得了小行星对应的陨石类似物。研究发现，Sr型小行星（3） Juno、（808） Merxia和S型小行星（4197） Morpheus具有较高的Fo#和较低的高钙辉石含量，成分类似于H球粒陨石。Sq型小行星（433） Eros具有相对低的Fo#和较高的高钙辉石占比，其成分类似于L球粒陨石。Sv型小行星（5） Astraea和S型小行星（17） Thetis与V型小行星（3908） Nyx和（4055） Magellan表面几乎不含橄榄石，这4颗小行星的矿物成分与玄武质无球粒陨石类似。本研究表明即便都是具有明显吸收特征的硅质小行星，它们的类型也具有矿物多样性，对应的陨石类型复杂多样。这既反映了小行星自身起源演化以及后期太空风化、冲击变质的影响，也说明了现有小行星光谱分类体系有待改进，在基于光谱解译小行星矿物组成及演化时需要谨慎。

高威胁小行星是指能进入地球希尔半径的小行星，是行星防御中监测预警任务的重点关注对象。本文基于最新的近地小行星轨道/尺寸分布模型，通过高精度小天体轨道外推构建了直径10 m以上高威胁小行星的仿真样本数据库，并可由此产生任意给定时间段内用户所需数量的高威胁小行星。通过轨道推演筛选出100年内密近交会潜在威胁小行星、高威胁小行星等子类，计算了各子类在近地小行星及潜在威胁小行星中的发生占比，证实了潜在威胁小行星作为重点监测对象的有效性；同时，通过分析各子类的轨道根数分布及随根数变化的占比分布，显示了两个交会子类的轨道半长径和偏心率的分布主要依赖于初始近地小行星的轨道分布，从而导致交会轨道中高偏心率轨道占比大。

近地小行星撞击是全人类共同面临的重大潜在威胁。通过监测预警发现撞击概率大的近地小行星，对其开展陨落预报，是防御小行星撞击灾害的重要前提。基于近地小行星短临预报任务场景的核心需求，中国科学院国家空间科学中心自主设计并开发了危地小行星撞击风险预报系统（简称“锐警”），其中的短临预报场景能够对进入地球一定范围内、存在撞击概率的近地小行星开展基于真实观测数据的轨道确定、轨道递推、陨落预报的全流程分析，为小行星撞击灾害防御提供参考。本文介绍了SHARP-IIS系统各功能模块的基本原理，并借助小行星2024 RW1、小行星2024 UQ两次撞击事件展示本系统在不同观测弧长下的表现。SHARP-IIS系统在观测弧段为7 h的2024 RW1场景中实现了较好的预测精度，与近地天体研究中心（CNEOS）记录的空爆信息相比，SHARP-IIS计算的空爆位置误差小于20 km，空爆时刻最小误差约1 s。

自20世纪90年代以来，美国、欧洲、日本和中国先后实施和规划自己的小行星探测和防御任务，小行星成为了继月球和火星后新的深空探测热点。纵观小行星任务的发展历程，立方星和着陆器的应用可在小行星采样返回、近地小行星防御等不同类型的小行星任务中发挥重要作用，提升任务的科学回报和任务效益。本文将分析立方星和着陆器在国外小行星任务中的应用案例，并针对我国首次小行星防御任务的任务目标和任务形式，在任务中使用立方星和着陆器提出一些设想。

本文提出了一种低成本的激光烧蚀陨石在轨试验方法。利用小型脉冲激光器烧蚀微小卫星主动释放的陨石球，结合激光测距仪、加速度计和姿态控制系统，实现靶体陨石球的有效跟瞄与速度改变量的测量；结合具体试验场景，给出了关键部件的参数设计，并对试验效果开展了初步的仿真，为将来评估激光烧蚀防御小行星真实场景效果所需的关键核心参数“冲量耦合系数”在轨实际测量提供了试验思路。

基于三亚非相干散射雷达在2020年双子座流星雨期间的观测数据，研究了近地空间微流星体通量。2020年12月13至14日，在连续24 h观测时长里，共观测到9500次微流星事件，平均每小时约400次。根据雷达波束宽度及工作占空比等估算，近地空间微流星体通量为每日4.3次/百平米。由于受到雷达的观测模式和灵敏度限制，该估算值要低于实际微流星体通量值。微流星体通量周日分布差异较大，极大时刻出现在北京时间7:00，极小值时刻为19:00。美国“长期暴露设施”通过撞击坑获得的近地空间微流星体通量密度是三亚雷达获得的3倍。除了两种测量方式测量空间高度和测量时长等原因外，微流星体通量的地方时分布，可能是导致两者测量值差异的主要原因之一。本研究对建立我国自主的微流星体通量模型具有参考价值。

2023年初，美国商务部国家海洋和大气管理局下属太空商务办公室在前期开放式数据库架构的基础上，正式启动“太空交通协调系统”（TraCSS）项目，预计为民用和商业太空运营商提供基本的太空态势感知数据和服务，向可能面临碰撞危险的航天器发送告警信息，以实现太空飞行安全、太空可持续性和国际太空活动协调。本文根据美国太空商务办公室发布的项目信息以及太空交通协调系统相关开源论文，梳理分析系统建设路径、框架设计及系统各组件功能。TraCSS项目采用基于云的容器化微服务架构，实现了美国军方、民用和商业太空态势感知数据的整合和治理，进一步推动了美国太空交通管理实践。本文分析了TraCSS项目的发展历程、系统设计及可能影响，并结合其项目特色研提对我国太空交通管理发展路径和系统建设的启示建议。

电连接器作为在轨服务与维护领域的航天装备基础元件，广泛存在装配和拆卸的接入需求，其自动接入技术涉及接触力感知、视觉识别与定位、机械臂柔顺控制等关键技术，具有重要研究意义和推广价值。本文基于6自由度机械臂、双目结构光相机及其控制软件，构建了不同类型电连接器的自动接入试验平台，采用关键点提取、RANSAC粗配准和ICP精配准等算法，实现了模板点云的精确配准，完成了不同类型电连接器接入状态的高可靠识别；采用机械臂导纳控制，实现了机械臂末端夹具的抓取定位-对中旋拧-插拔拆卸等系列化操控。以Y27和J30等不同类型电连接器作为典型案例进行自动接入作业测试，验证了平台系统和已采用方法的可行性。

本文探讨了空天飞行器热防护结构的形式、特点以及健康监测与维护的重要性。热防护结构在空天飞行器运行中起着至关重要的作用，它不仅要承受极端的温度和压力，还需保证飞行器的安全。热防护结构的监测对象涵盖了其服役状态和可能出现的损伤。本文综述了国内外热防护结构健康监测的技术手段。其中，光纤传感技术具有高精度、抗干扰等优点，能够实时监测热防护结构的温度和应变；声发射技术可有效检测结构损伤的发生；超声导波技术能够对大面积结构进行快速检测。最后，本文以航天飞机为例，介绍了热防护结构的维护技术，包括对受损部位的修复等，确保热防护结构始终处于良好的工作状态，为空天飞行器的安全运行提供有力保障。

在执行空间目标精确测量和识别任务过程中，天基相机需克服海量复杂恒星背景下的干扰、单一探测手段下的图像特性缺失、目标与监视平台快速相对机动特性等复杂工况，完成对目标特性部位的精细识别和形心精确定位。通过远距离的空间目标检测技术和近距离的空间目标关键部件识别技术，利用特征点检测、形状分析、深度学习等多种方法，可实现对目标特征部位实时且准确地进行提取、匹配、跟踪，以及形心的测量和估计。基于天基共孔径复合相机的设计，本文开展了高分辨率成像仿真和验证，图像的关键特征细节分辨率可提升10%~30%，并实现了对目标的特征部位提取、形心定位、匹配识别等功能。

空间碎片关系到各国空间活动的安全与航天事业的发展。随着空间碎片数量逐年增多，我国空间威胁日益加剧。本文针对空间碎片小体积、大动态、难以远距探测等问题，提出将天基分布式孔径雷达应用于空间碎片感知领域，从高精度编队飞行、时空频同步、波束合成3个方面对实现天基分布式孔径雷达的关键技术进行总结，并提出建议与展望。

带电粒子束流的高效稳定传输在空间前沿科技领域中的应用至关重要。例如在空间高能物理、带电粒子束辐照效应研究等方面，精准控制带电粒子束流特性是实现高质量应用的关键前提。然而在带电粒子束流传输过程中，存在着带电粒子横向位移增加、束斑通量密度急剧降低等难题，严重阻碍了其应用效果与发展潜力。传统设计方法难以应对带电粒子扩束磁铁组设计参数繁多的复杂情况，致使难以获取全局最优解，无法满足日益增长的高精度束流传输需求。本文提出了一种带电粒子扩束磁铁组的智能优化设计方法。本文采用基于遗传算法的设计流程，首先深入分析扩束磁铁组前端加速器出束带电粒子的相空间坐标，依据带电粒子束光学理论、四极磁铁磁场空间分布理论，结合束流元器件空间分布精确计算束流传输矩阵，依据初始带电粒子相空间矢量算出装置末端带电粒子相空间矢量；其次根据加工能力与实际工况，基于神经网络修正的四极磁铁磁场分布理论确定磁铁几何参数、相对位置范围；最后通过遗传算法确定最优扩束模式和对应的最优参数。据此成功实现了对扩束磁铁组的高效优化设计，有效增加束斑横向尺寸、减小束斑内带电粒子间库伦斥力，压缩发散角。这一研究成果对于推动带电粒子束流传输技术的发展具有极其重要的意义，不仅能助力相关领域突破现有技术瓶颈，提升设备性能与应用效果，还将为后续更深层次的带电粒子束流操控研究提供坚实的理论与实践基础，拓展带电粒子束流在更多领域的创新应用前景。