月球极区水冰的探测与研究对于理解月球上水和挥发分来源与演变，以及开展空间资源原位开采与利用具有重要意义。近年来，月球极区水冰探测已成为美国、中国、俄罗斯等国际大国月球与深空探测领域的竞争制高点。“嫦娥”七号的重要科学任务之一就是开展月球南极的水冰探测与研究。总结了月球极区水冰的探测研究进展，分析梳理了目前尚未解决的与极区水冰有关的科学问题，介绍了“嫦娥”七号月球探测任务的基本情况，以及任务中的南极水冰探测科学目标，并基于“嫦娥”七号任务轨道器、巡视器以及飞跃器配置的水冰探测科学载荷，讨论了南极水冰的遥感与就位探测方法。

月面水冰资源的勘查与利用已成为支撑人类地外可持续驻留的核心命题。分析了月壤水冰的赋存特性及遥感证据，梳理了月壤水冰开发利用的技术发展现状，提出了勘查与利用技术的难点与挑战。基于月壤水冰资源开采设计准则，阐述了水冰资源利用四项工程基础问题，并给出了相应的方案设想及关键技术。该研究成果，可为我国水冰资源开发利用提供参考。

月球极区水冰资源是未来月面探测的重要生保物质和推进剂原料，其原位开采技术已成为航天强国的战略竞争焦点。针对月球两级永久阴影区水冰资源高效开采需求，提出了一种群针式原位热提取方案设计，并详细阐述了其系统设计及功能特性。通过仿真分析，研究了热针参数及其分布对水冰挥发速率的影响，验证了该方案的可行性。该研究成果将为月球资源原位利用及基地建设提供重要技术支持。

月球极区永久阴影区内水冰资源提取利用是未来月球基地建设的重要任务之一。结合月球极区水冰月壤赋存特性，对比分析月球冻土地面模拟方法，开展−180 ℃以下含水模拟月壤性能测试。在此基础上分析月球永久阴影区含水月壤不同采集与提取技术优缺点，提出适合未来搭载验证的水资源提取方法及关键技术，为未来地外水资源提取任务提供可靠的技术参考。

目前，大量证据表明月球两极的永久阴影区内可能存在与月壤混杂且储量可观的水冰资源。阐明含冰月壤的力学、热学性质是理解月球水冰演化机制和开发策略的前提，而这些关键性质与水冰在月壤多孔介质中的赋存形态息息相关。具体而言，水冰在月壤孔隙中是以分散、高比表面积的小颗粒（霜）形式存在，还是完成了熟化（粗化），以与月壤颗粒尺寸相当的低比表面积大晶体形式存在？目前既无直接观测数据，也缺乏相关理论研究。这一认知空白也制约了对含冰月壤模拟物的合理制备。推导了稀薄环境下的奥斯特瓦尔德熟化模型，表明月壤孔隙内水冰小颗粒群（霜）在地质时间尺度下会通过物质迁移在本地孔隙内聚集粗化形成大晶体，并定量研究了不同温度条件下水冰颗粒群的熟化速率。理论分析显示：在月球永久阴影区中深低温区域（<100 K）表面，水冰能够长期保持其初始沉积形态；而在温度较高的非永久阴影区或者地下区域（>120 K），水冰颗粒群将显著熟化，形成与月壤粒径相当的大尺寸晶体。基于此结果，可以通过调节温度和熟化时间，制备与目标含冰月壤的水冰粒径相同的月壤模拟物。不仅深化了对月球水冰演化机制的理论认识，还为含冰月壤相关物理性能研究和模拟物制备提供了理论参考，对月球水冰资源开发利用具有应用价值。

为了实现空间多光谱相机可见光谱段和近红外谱段双波段成像，满足卫星载荷体积、重量及结构包络等相关需求，设计一款紧凑型多谱段共光路成像的同轴折反光学系统。该系统焦距为1500 mm，视场角为1.37°×1.37°，全视场平均设计传递函数优于0.27（55 lp/mm），可在400~900 nm的谱段内实现清晰成像。同时，鉴于该相机工作的空间环境光复杂，针对该系统空间布局特点进行杂散光分析，识别关键杂散光路径，并优化设计了主镜和次镜的遮光罩及光机结构材料属性，进一步提升了光学系统杂散光抑制能力，使得系统的点源透射率在规避角45°外达到优于10⁻⁶量级。在不影响空间相机成像性能的前提下，该设计在满足空间载荷体积和重量要求的同时，系统的杂散光抑制达到最佳效果。

随着航天活动的不断深入与扩展，各种应用卫星、载人飞船、空间站以及空间探测器的数量日益增加。航天任务的成功与否，与航天器的在轨工作寿命和可靠性密切相关。实践表明，空间环境中高能粒子流和电离辐射引发的航天器故障是最主要且最基本的因素之一。因此，提高航天器的在轨寿命和可靠性成为航天技术发展的核心目标。太阳的爆发性活动，如太阳耀斑和日冕物质抛射等现象，不仅会产生强烈的辐射，还伴随着大量磁性物质和高能粒子。当这些粒子传输至地球周围区域时，会对地球空间环境，尤其是地磁场造成显著影响。因此，对地磁活动进行预报具有重要的应用价值和意义。在时序卷积网络的基础上，提出了一种基于太阳变化频域信号的网络tf-TCN。同时，综合考虑了太阳自转周期、太阳活动周期等特征作为网络附加特征，从而增强了模型对地磁暴爆发的捕捉能力。实验结果表明，该方法在不同预测时间窗口内均表现出优异的性能。这为提高航天器在轨运行的安全性和可靠性提供技术支持，同时也为空天安全预警系统的构建奠定了坚实基础。

命名实体识别作为自然语言处理领域的核心任务之一，其目标是从文本中自动提取具有特定意义的实体。在空间科学领域，命名实体识别技术为海量空间探测数据解析、航天任务报告分析及天体物理文献挖掘等关键任务提供了基础支撑。重点关注命名实体识别在卫星载荷参数提取、深空探测目标识别及空间环境监测报告分析等场景中的技术适配与优化需求。综述了命名实体识别技术的发展历史，分析了从早期的基于规则和机器学习方法到当前深度学习驱动的模型的演变过程。重点讨论了深度学习模型在空间科学文本处理中的特殊应用，包括探测器日志中的复合实体识别、多模态空间数据融合等关键技术。同时，指出了命名实体识别技术在空间科学领域面临的主要挑战，包括处理多语言任务报告、空间专业术语消歧，以及星载设备的实时处理需求等。最后，提出了面向空间科学研究的命名实体识别技术发展路径，为后续空间站科学实验数据管理、行星探测目标识别等重大需求提供技术支撑。

月球两极永久阴影区存在大量水冰资源，对其进行提取具有重要的科学意义和应用价值。提出一种利用涡流感应加热的水冰热钻的提取方法，该方法利用高导热钻针钻入月壤较深处，借助外部感应线圈进行加热，将热量传递至月壤深处以实现水蒸汽提取。为了验证该方法的可行性，对影响热钻加热效果的关键参数进行了仿真分析，并搭建了热针感应加热试验平台，进行了真空环境下空针加热试验。试验结果表明，该方法可以实现热量有效地传递进月壤内部。研究结果为我国月球水冰资源的提取提供了技术储备。

月壤光热熔融凝固成型技术是一种利用聚焦光束对月壤材料进行加热、熔化，并按照预设路径凝固成型的新技术。该技术能够实现月球表面的原位建造与制造，无需使用黏合剂或二次能源转换，可实现对原位月壤材料与太阳能的高效利用，对未来月球科研站建设和长期运行意义重大。全面回顾了月面原位建造与制造技术的研究进展，深入分析了月壤光热熔融凝固成型技术的特点和应用前景，并探讨了该技术目前面临的成形缺陷多、真空环境熔融机理不明等瓶颈问题。在此基础上，搭建了高真空光热熔融凝固成型试验系统，并在国际上首次实现了真空度（10⁻³ Pa）环境下模拟月壤熔融3D打印，成功制备出尺寸为5 cm×5 cm×3 cm的月壤功能件。在试验过程中，通过原位摄像观测了真空熔池动态演变过程。研究结果不仅验证了高真空月壤光热成型的可行性，还建立了月壤熔融打印工艺参数，为后续月壤打印装备研制提供了关键技术储备。

受月球极区极端环境和月壤颗粒本身导热率低等条件的限制，从低温含冰月壤中提取水资源仍面临巨大技术挑战。为提高含冰月壤水资源提取效率，采用微波加热的方式实现含冰月壤内水资源的提取与收集，建立了相应的微波加热实验系统。通过制备低温模拟月壤样品，研究了微波加热含冰月壤水资源提取和收集的技术方法。通过实验测试，获得了水资源提取与收集过程的基本特征，得到了微波加热参数和样品参数对水资源提取收集的影响规律。研究结果表明，微波能够穿透整个低温含冰月壤样品，可以实现对样品的均匀加热，微波加热方法的能量效率范围为2.5~6.0 W·h/g。水资源提取率与微波加热输入的总能量呈正相关关系，可以通过调整微波加热功率、加热温度和恒温时间，提高水冰的提取效率。此外，增加样品密实度有利于促进水分子和月壤颗粒间的热传导，从而降低总能量输入，提高水资源提取率。实验得到的水资源平均收集速率为0.53~1.59 g/min，且随着初始含水率的增加而增加。该研究为后续在月球极区实施水冰资源开采和利用提供了新的技术思路。

针对月球极区水冰原位热提取中水汽收集效率低的技术难题，深入分析了霜层生长过程中的传热传质特性，提出了一种基于水汽相变动力学模型和冷凝霜层生长模型，揭示了霜层孔隙率与温度等参数对霜层过程的影响，为冷凝器优化提供理论支撑。通过水汽流动仿真，对比分析铝珠的粒径大小与水汽流动速度的关系。搭建了一个模拟月面极端环境的验证平台，开展了不同粒径铝珠结构的水汽冷凝收集效能对比试验。实验结果表明，铝珠直径越小，水汽在冷凝器内部的流动速度越慢，水蒸气与冷凝器换热时间越长；水汽冷凝器内部比表面积越大，水汽收集效率越高。采用小粒径铝珠可以显著提高比表面积，但粒径过小易造成孔隙堵塞。为月球水冰资源原位提取装置中水汽收集单元的设计提供了理论与实验依据。

在空间目标再入预报中，阻力系数是气动阻力计算的关键核心参数。对于紧凑形状目标，在很多应用中阻力系数通常取为2.2。但该经验值与真实物理现象存在较大偏差，在一定程度上限制了再入预报精度的进一步提高。基于稀薄气体动力学理论，计算典型形状目标的高精度气动阻力系数。采用Schaaf-Chambre气面相互作用模型，计算目标处在自由分子流区域时的气动阻力系数；当目标随轨道衰减进入过渡流区域时，利用Wilmoth桥接公式，通过自由分子流和过渡流边界，以及过渡流和连续流边界来计算目标的阻力系数。研究结果表明，几种典型目标的阻力系数与经验值2.2均有显著差异，并且随着轨道高度的降低呈现单调递减趋势。此外，经纬度、太阳和地磁活动会通过来流的密度、温度等参数，间接影响阻力系数的变化，差异可达6.0%。以上发现充分表明该研究的必要性。

2025年5月29日，我国成功发射“天问”二号探测器，计划对近地小行星（469219）Kamoʻoalewa（震荡天星）进行采样返回任务。系统回顾国内外各研究团队早期对震荡天星的研究结果，综合报道该小行星的轨道特征、动力学起源、物质成分、光谱类型、尺寸、自转周期、轴指向、表面风化层颗粒尺寸分布、风化层厚度、潜在的演化历史及关键科学问题，并预测了返回样品的太空风化特征。

月球水冰是未来月球基地建设的重要资源，但受制于永久阴影区的极端环境，传统钻取方式难以实现低功耗低钻压保真钻取。设计并制造了一种适用于月球水冰冻土钻进的超声取样器。通过有限元仿真软件，设计了超声变幅杆振动模态，并验证了变幅杆的实际输出性能。制备了10.0%含水率的模拟月壤冻土，并测得其单轴抗压强度为41 MPa。使用离散元仿真软件PFC模拟了月球水冰冻土的力学特性，并确立了本构参数。通过月壤冻土模拟钻进实验，对钻进性能进行了评估。结果表明，在相同进给速度下，超声驱动可使钻进力平均降低52.0%，与仿真结果的误差仅为10.5%。

随着深空探测任务的不断推进，开发并利用月球原位水冰资源将是人类建设月球基地并实现长期驻留的关键。微波加热开采作为一种高效且快速的开采技术，具有广阔的应用前景。针对月球水冰的微波加热开采过程，分别构建电磁场模型和传热-相变模型，并利用有限元软件COMSOL Multiphysics对不同功率输入下的开采过程进行了数值仿真。研究结果表明，微波加热的最大深度与微波的穿透深度基本一致，有效加热范围为电场强度模值高于表层值1/e倍的区域；开采的水冰质量基本与微波输入功率成正比，但在低功率情况下，由于受热传导影响，开采效率有所降低；在2000 W的功率输入下，可提取高达1717.4 g的水冰，与相同条件下传统的加热棒开采方法相比，提取量提高了10倍。

在通信、商业等市场应用需求推动下，巨型星座正快速发展。近几年，卫星发射数量激增，星座内部协同任务同步增加。传统的卫星管控模式不仅需要庞大的人力，并且难以应对巨型星座运行中有限空间轨道和频段资源问题。因此，如何高效利用巨型星座资源并确保其安全管控变得尤为重要。基于软件机器人技术，提出“全球布站测控、站-站数据交互、多站协同管控”的巨型星座软件机器人集群管控模式。通过建立分层分级管控架构，实现巨型星座资源的动态分配和高效利用，并确保星座系统的稳定运行和数据安全，为应对日益增长的星座运维管控需求和复杂的空间环境挑战提供一种技术方案。

考虑到近地小天体撞击给地球和人类社会构成的巨大威胁，世界各国都在积极开展近地小天体的监测预警和撞击防御工作。积极对近地小天体进行持续监测和编目，筛选出对地球有潜在威胁的近地小天体，是目前小行星撞击预警工作的有效策略。虽然人类已经完成对至少90%尺寸大于1 km的近地小天体的发现和编目，但对于更小的近地小天体，目前的观测能力仍然存在不足。与此同时，天基红外望远镜因其独特的优势，逐渐受到广泛的讨论和研究。为了完善我国的近地小天体监测预警网络，需要对各类望远镜的观测性能进行评估，选取合适的望远镜，有针对性地进行望远镜建设。针对天基望远镜对近地小天体的搜寻和编目开展研究，使用小天体种群分布模型和光热物理模型对望远镜搜寻与编目进行仿真，计算得到不同条件下天基望远镜对近地小天体种群的编目率随时间的变化。研究结果表明，在相同口径和轨道条件下，红外望远镜的观测效能优于光学望远镜，其中以日地L₁点Halo轨道的观测效能最为突出。

高速月球车作为月面探索过程的重要工具，其行驶过程的扬尘问题随着载荷和速度的提升愈发显著，对航天器的正常运行及航天员的安全构成威胁。为解决高速月球车车轮扬尘问题，开展了实验与离散元模拟，分析了在不同颗粒种类、前进速度和滑移率情况下，车轮的扬尘浓度和速度特征的变化规律。研究结果显示，在10 km/h工况下，沿轮周平均扬尘浓度为730 g/m³，相比1 km/h工况增加了约3.5倍。同时研究发现存在三种扬尘产生机制，可以采用防尘罩和内部防尘挡板降低扬尘影响。

小行星作为一种独特的天体类型，兼具重要的科学研究与资源开发潜力，同时也构成潜在的地外撞击威胁，对人类社会安全具有重大影响。小行星表面的岩石分布特征对于研究小行星具有非常重要的价值。针对小行星表面岩石体积小、数量多、图像质量低，传统的方法难以进行统计的问题，引入基于YOLOv8的实例分割算法，以提升小行星表面岩石识别与分割性能。特别针对小尺度岩石识别任务，增加小物体检测头，提高实例分割算法对小岩石识别和分割的性能。在此基础上，结合切片辅助超推理（Slicing Aided Hyper Inference，SAHI）框架对高分辨率图像进行切片推理，以增强模型在大尺寸图像下的推理效率与分割精度。随后，利用椭圆拟合等几何分析方法，从分割结果中提取岩石的空间分布位置信息、尺寸参数及朝向特征。最后，将该方法应用于“贝努”（Bennu）小行星图像数据的处理与分析，结果表明，其表面岩石在分布模式上呈现出一定的空间规律性，验证了该方法在实际天体图像处理中的有效性与适用性。

随着空间探索和月球基地建设的推进，中低温热利用技术在太空环境中的应用变得日益重要。在此背景下，研究开发并验证了一种基于有机朗肯循环的中低温热电转换系统。由于空间和月球环境的极端条件，选择了结构简单且运行可靠的特斯拉涡轮作为膨胀机展开试验，并对该系统在不同温度、压力和流量条件下的变负载性能表现进行测试。试验结果表明，基于特斯拉涡轮的中低温热电转换系统能够有效地将中低温热能转化为电能。在90~130℃、压力低于2 MPa的条件下，系统可实现30 W以上的稳定功率输出。研究验证了特斯拉涡轮在空间中低温热利用方面的可行性，为未来空间站和月球基地的能量管理提供一种新的解决方案。

科学数据与地外样品是深空探测活动的核心成果，具有重要的科学价值。科学数据及地外样品共享已成为深空探测任务普遍实践。随着深空探测任务快速增加，科学数据共享及地外样品共享技术不断发展，相关规则也在逐步完善。结合主要航天国家在深空探测任务中的实践经验，对科学数据与地外样品共享的技术与规则的现状进行了分析，并对未来发展进行了展望，进而提出了对我国相关工作的建议。

小天体三维模型可揭示其形状、尺寸及表面地形地貌特征，是对其进行探测和科学研究的重要基础数据。对小天体进行三维建模，需依赖探测器抵近小天体时拍摄的高分辨率影像。传统方法（如立体摄影测量和影像光度法）已被广泛用于小天体三维建模。立体摄影测量需获取立体影像，其三维重建的细节程度取决于表面纹理丰富程度；而影像光度法则基于影像中各像素代表的亮度值，恢复重建像素级的地形细节。提出融合立体摄影测量与影像光度法的小天体像素级三维重建方法。首先，通过立体摄影测量方法构建较低分辨率小天体全球三维模型；其次，将全球模型划分为各局部子区域，通过影像光度法逐区域优化三维模型，提升其空间分辨率至像素级；最终，融合各子区域三维模型，生成小天体全球高分辨率、高精度三维模型。使用小行星“贝努”的3D打印模型在试验场拍摄的影像进行验证，并与作为参考基准的激光点云模型进行对比。结果显示，该方法生成的三维模型展现出精细的地形细节和优异的几何精度。该方法能为“天问”二号小天体探测任务的工程实施及相关科学研究提供高质量的三维形貌数据支撑。

近地小行星的自转轴指向和形状参数是研究其形成和演化历史，以及进行原位空间探测的关键参考信息。随着我国时域天文和深空探测技术的不断发展，越来越多的高校和科研机构正积极建设观测基础设施，这些设施也为近地小行星的观测研究提供了重要支持。通过建立日-地-小行星物理动力学模型，考虑不同三轴椭球形状的近地小行星，利用模拟光变曲线的数据，研究反演小行星自转轴和形状所需的参数空间。通过Lomb-Scargle和相位离散最小化方法从光变曲线中提取周期图，并构建了基于小行星反演技术的参数全局拟合流程。结果表明，测光精度为0.001时，4~6条光变曲线覆盖10°的太阳相位角即可完成反演；测光精度为0.010时，需要8~10条光变曲线覆盖20°的太阳相位角；测光精度为0.100时，建议先进行连续观测以覆盖多个完整的自转周期，随后通过稀疏观测进一步扩展太阳相位角范围以确认反演结果。此外，对于短轴近似相等的小行星，所需的太阳相位角范围可适当放宽。为利用光变曲线数据反演近地小行星提供了参考，同时为我国现有和建设中的地面和空间望远镜提供观测近地小天体的方法指导。

目前，国内外有大量已建成或正在规划中的地基、天基及月基天文探测计划，对天文观测系统的高精度流量定标是实现高精度探测的重要前提。经典探测波段的实测数据能提供高可信度的流量定标基准。然而，因科学目标不同，新的探测计划与现有探测系统的观测波段通常不尽相同。因此，如何基于现有若干波段高精度观测数据，实现针对定制波段的恒星流量拓展，已成为亟待解决的问题。提出一种基于天基广域红外线巡天探测卫星红外四个波段高精度实测数据，对红外其他定制波段进行高精度拓展的方法。该方法适用于紫外、光学及红外波段的恒星流量从已知流量波段到定制波段的高精度拓展，将为规划中的国际月球科研站等月基和天基探测计划提供参考和支撑。

地基行星雷达通过主动发射电磁信号并接收小行星回波信号，可精确测量小行星的轨道，获得小行星的自转及形貌等特征，这对近地小行星防御以及行星科学研究等具有重要意义。深空组阵行星雷达（Deep Space Array Planetary Radar，DSAPR）技术已成为地基行星雷达探测方向的研究热点。介绍了深空组阵行星雷达技术的发展概况，梳理了国内外组阵雷达技术发展现状及趋势，包括戈尔德斯顿上行组阵雷达、Ka频段目标观测与监视、深空先进雷达能力、中国复眼及国内外下行组阵技术。在此基础上，介绍了喀什深空站天线阵系统的基本情况，并分析了基于喀什深空站多天线组成的深空组阵行星雷达技术优势。最后，针对我国喀什深空站天线阵系统可形成的4×35 m和20×35 m深空组阵行星雷达，进行了其深空探测能力的详细分析。

目前，对小天体的探测任务已经从最初的飞越观测和伴飞研究，逐步发展到了更为复杂的表面软着陆、样本采集与返回等高级阶段。在此背景下，利用机器人在星表开展移动探测活动，可有效拓展探测任务的深度和广度。然而，由于小天体弱引力环境和非结构化地形，机器人移动控制面临巨大挑战。基于自主研发的六足机器人移动平台Hexapod Rover，提出了一种适用于弱引力环境的六足机器人足端轨迹规划方法。该方法通过Hexapod Rover本体传感器（如惯性传感器、电机编码器等）获取步态规划及足端高度等关键信息，利用卡尔曼滤波算法检测足地接触状态，并据此估计当前地形坡度。预测结果将被传输至低反应足端轨迹规划模块。在此基础上，结合弱引力环境下的足地摩擦约束条件，科学规划期望落足点，并借助7阶贝塞尔曲线对足端轨迹进行实时优化。通过最小化运动反馈，有效抑制机器人移动过程中的冲击效应，从而实现更加平稳、高效的行走性能。最后，通过一个仿真案例验证了该方法的有效性，为六足机器人克服小天体星表弱引力环境并开展移动探测任务提供了新的思路。

手性药物的对映体具有不同的生理活性，外界环境可能导致单一对映体发生消旋化，从而使其生物活性减弱甚至丧失。尽管美国国家航空航天局等机构已就空间辐射对药物稳定性的影响进行了研究，但针对手性药物稳定性的研究仍较为有限。黄酮类化合物作为食药同源的中药活性手性成分，具备潜在的太空应用价值，可用于预防和治疗疾病。因此，通过载人飞船和返回式卫星搭载黄酮类手性化合物，并利用手性液相色谱分析技术，探究其在太空环境中的手性稳定性。实验结果表明，受取代基种类和立体化学结构差异的影响，部分黄酮类手性化合物在太空环境中储存一年以内的稳定性较好，而橙皮素和花旗松素则发生了不同程度的化学降解或手性变化。为手性药物的稳定性及结构保护提供了理论依据，同时也为航天员在太空中的食品与药品健康研究提供了数据支持。

聚焦中国首次小行星探测工程，依据“天问”二号探测器载荷管理单元单机功能要求，介绍了单机的组成设计、工作模式及其功能。该设备通过电源故障隔离等设计手段，保障分系统供配电安全；借助在轨可更新的可定制化的状态监控和故障恢复处理等措施，提升系统容错能力。通过自主探测，实现了任务切换的精准化和任务规划的自主化；依托联合探测及科学数据预处理等数据管理设计，提升了科学探测效率。最终，该设备提高了有效载荷系统的可靠性，实现了集成化、自主化及高效化，为我国后续深空探测任务有效载荷系统设计奠定了技术基础。

“天问”二号小天体探测任务将利用单站雷达对近地小行星2016 HO₃的内部结构进行科学探测。为了从单站雷达数据中重建小行星内部结构，提出了一种基于单站雷达数据的小行星内部结构三维全波形反演（Full-Waveform Inversion，FWI）算法。首先，基于三维双层洋葱型小行星模型的反演实验，验证了该算法的可行性和有效性。然后，系统分析了观测轨道数量、雷达观测点数和相邻轨道间距这三个观测系统参数对反演结果的具体影响。分析结果表明，当观测系统由3条轨道组成，每条轨道的观测点数不少于20，且相邻轨道间距为25~35 m时，反演算法能获得理想的反演结果。这不仅为小行星探测提供一种高精度的三维内部结构反演方法，还为“天问”二号任务的实际雷达观测系统设计提供了科学依据。

深空探测器在绝大部分时间内距离地球较遥远，导致通信时延长，实时测控能力大幅降低，遥测数据无法下行或下行速率极低。因此，深空探测器需具备自主故障诊断及长期运行能力，以减少地面对遥测数据的依赖。在有限的遥测速率支持下，探测器需及时将健康结果传回地面，以支持地面飞行控制工作。鉴于深空星载计算机系统采用集中与分布式相结合的体系结构，引入模块级、单机级、系统级分层思想开展故障诊断与恢复研究。这种方法既可多维度地开展故障检测，降低漏诊和误诊的概率，又可以多个分系统协同，实现系统级故障诊断与恢复，充分利用器上资源。为后续深空星载计算机系统的故障诊断与恢复奠定基础。

针对星座卫星解体的短期危害评估需求，提出一种基于边值问题的解体碎片云短期危害评估算法。该算法从对卫星造成碰撞风险的危险解体碎片入手，通过求解两点边值问题，获得碎片应具备的解体飞散速度。利用CSBM解体模型，推导飞散速度和特征尺寸的联合概率分布密度函数，在此基础上获得特定尺寸碎片碰撞风险的数学表征。将该算法应用到星座卫星解体场景的短期危害评估，结果表明，解体碎片云撞击风险主要集中在共面卫星及与其存在高速交会的少量异面卫星上，这类卫星周期性穿越碎片云时存在高碰撞风险，且在首次穿越时风险达到最大值；其他卫星的碰撞风险则随碎片云扩散逐渐累积，但总体风险相对较低。该算法及相关结论，为解体事件的短期危害评估提供了有力支撑。

研究小行星的暴露年龄对于理解其形成与演化具有重要意义。双小行星重定向测试（Double Asteroid Redirection Test，DART）任务的实施，不仅验证了动能撞击技术偏转近地小行星轨道的可行性，也为研究小行星暴露年龄及其成因演化提供了宝贵机会。基于DART撞击前后地基望远镜获得的可见近红外光谱数据，对主星Didymos表面及次星Dimorphos溅射物开展暴露年龄研究。结果表明，Didymos表面的暴露年龄约为45.7万年，表明主星在约45.7万年前发生了一次较大规模的物质脱落事件。该事件对主星的表面年龄几乎没有影响，但重置了次星的表面年龄及主星的暴露年龄。Dimorphos溅射物与主星Didymos的表面成分相同，但风化程度较低，这表明在次星形成后，主星和次星表面受到强烈的太空风化作用，而次星内部物质受到的太空风化作用相对较弱。

针对小天体着陆轨迹规划问题，提出了一种Radau伪谱法与凸优化方法结合的轨迹规划算法。伪谱法采用非均匀节点和拉格朗日差分多项式来逼近变量，为连续时间非线性规划（Non-Linear Programming，NLP）问题提供了一种离散化方法。该方法通过对分段的小天体着陆轨迹规划问题进行最优控制问题的构造和无损凸化处理，将所获得的凸优化问题在Radau伪谱法的配点上进行离散化处理，从而构建出一种适用于具有分段状态约束的小天体着陆轨迹规划的伪谱序列凸优化求解方法。该方法能够同时获得Radau伪谱法的指数收敛性和凸优化方法的求解速度快的优势，并且求解精度高。仿真验证结果表明，该算法在小天体自主着陆任务中具有可行性和有效性。

本研究聚焦冰质小天体近核区域尘埃喷发的动力学过程，针对现有数值模型计算资源需求较大的问题，将Fink等(2021)的一维简化模型拓展至三维情况，同时考虑了彗核自转效应（包括离心力与科氏力）及喷发尺度（全局性与区域性）的影响，构建了三维全球与局域尘气喷发（限定喷发源面积）的尘埃动力学模型，并利用67P/“丘里乌莫夫-格拉西缅科”的物理参数进行数值模拟，系统探究了尘埃粒子的驱离阈值、运动轨迹及落点分布规律。模拟结果表明：（1）尘埃粒子的临界驱离半径随纬度升高而减小；（2）粒子尺寸显著影响其运动轨迹与最终动力学行为；（3）由于彗核自转，在全球喷发中尘埃落点出现显著的系统性南北偏移，而在局域喷发中，该偏移效应受限于喷发源尺度而相对减弱。上述工作为理解冰质小天体近核区尘埃环境演化及深空探测器风险评估提供了理论依据。

随着我国航天深空探测任务的不断深入，互补金属氧化物半导体（CMOS）面阵相机以其轻量化、小型化、低功耗和高集成等优势，承担起国家级空间监视可视化探测的重任。面对日益增长的高密度研制需求，CMOS面阵相机产品化和规模化生产已成为未来发展的主要趋势。然而，传统面阵相机焦面标定方法过程繁琐，极大地制约了批产型航天器面阵相机的研制效率。为此，提出了一种高精度CMOS面阵相机标定测试方法，该方法可将焦面标定测试效率提升40%，具有极高的工程应用价值。

随着人类空间探索事业的飞速发展以及航天设备的迭代更新，对航空航天材料的功能性和服役性提出了更高的要求。高性能纤维材料因其优异的力学性能、轻量化特点以及可编织性使其在航空航天领域中得到了广泛的应用。国内外学者对航空航天用纤维材料的制备工艺和本征结构进行了广泛研究，并在力学增强、抗太空环境、耐超高温等领域开展了前沿探索。从结构、性能和应用的角度，对目前被广泛使用的有机和无机高性能纤维材料进行了系统归纳和概述，着重介绍高性能纺织材料在航空航天领域的前沿技术、材料特性和制备方法以及其在航空航天各领域的应用优势，并总结了纤维新材料未来在航天领域的发展方向和应用前景，为推进航空航天用纤维材料的发展提供新思路。

面向长时高温、热-机械循环以及氧化/腐蚀并存的极端服役环境，航空航天结构合金设计同时受到成分空间指数级扩张、高保真标签稀缺以及多尺度强耦合机理难以外推等因素的共同制约。沿着“成分—工艺—组织—性能—服役”链条，构建了以物理约束为核心的材料智能设计范式：将多模态/多保真数据经标准化与跨域对齐后存入数据库，将能量守恒、晶体对称与相图一致性嵌入经典的机器学习、卷积神经网络、图神经网络以及Transformer/预训练模型之中；以显微组织分割与尺寸谱等中间量，强化“工艺—组织—性能”之间的映射关系；并以不确定性量化、域自适应以及分布外检测等方法，控制外推过程中的风险。在决策层面，引入生成式设计与多目标贝叶斯优化，形成“生成—筛选—验证—更新”的闭环设计流程。在γ-γ′强化型Ni/Co基合金、L1₂相强化耐热/高温人工智能合金以及多主元/高熵合金等体系中，分别围绕γ′相体积分数/溶解温度与晶格失配、析出-粗化动力学与导热-强度协同、亚点阵占位与有序度调控等方面开展多目标权衡设计。综上所述，基于物理先验的智能框架可在小样本、跨域与多模态条件下，实现性能与置信并重的稳健外推，为高温长寿命合金的持续迭代提供统一的特征空间与评价准则。

氧化锆（Zirconia，ZrO₂）陶瓷纤维因其具有耐高温、低热导率及良好的化学稳定性等优势，已在多个领域得到广泛应用。综述了近年来ZrO₂纤维的研究进展，包括稳定化策略、制备方法及应用。首先，简要介绍了ZrO₂纤维的稳定剂及稳定化机理。其次，探讨了ZrO₂纤维的多种制备方法，如静电纺丝、溶液喷射纺丝、离心纺丝、模板法及干法纺丝等。随后，详细介绍了ZrO₂纤维在隔热保温、空气过滤及水处理等领域的应用。最后，对ZrO₂纤维的制备及应用前景进行了展望。

氰酸酯树脂作为一种高性能的热固性树脂，因其独特的化学结构和优异的综合性能，在航空航天、电子封装、雷达通信等领域展现出巨大的应用潜力。近年来，通过对氰酸酯树脂进行改性，进一步提升其热稳定性、机械性能和加工性能，同时降低成本，已成为高分子及复合材料科学领域的研究热点。本文旨在综述氰酸酯树脂改性方法的最新研究进展，通过探讨不同改性方法对氰酸酯树脂性能的影响以及各自的优缺点，为面向空间环境应用的氰酸酯树脂开发提供方法参考，为拓宽氰酸酯树脂的应用提供支撑。