經(jīng)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心(以下簡(jiǎn)稱“空間中心”)各科研部門推薦、學(xué)術(shù)委員會(huì)投票評(píng)選、所務(wù)會(huì)審議,最終確定3項(xiàng)成果為2021年空間中心亮點(diǎn)成果(是指能體現(xiàn)空間中心主責(zé)主業(yè)、符合空間中心學(xué)科發(fā)展規(guī)劃的,具有國(guó)際/國(guó)內(nèi)影響力的代表性成果):月球背面的“天外來(lái)客”、北斗/GNSS 掩星和反射信號(hào)遙感一體化探測(cè)技術(shù)、新概念行星防御理論與仿真分析工具技術(shù)。
亮點(diǎn)成果一:月球背面的“天外來(lái)客”
月球自形成以來(lái)經(jīng)歷了強(qiáng)烈的轟擊歷史,撞擊體的部分碎片可以留在月球表面,并為地月系統(tǒng)中撞擊體組成和類型的演變提供證據(jù)。雖然先前的研究在阿波羅樣品中發(fā)現(xiàn)了碳質(zhì)球粒隕石碎片,但由于撞擊翻耕作用已經(jīng)很好地混入了月壤之中,且從未在月球表面通過(guò)遙感探測(cè)直接觀測(cè)到碳質(zhì)隕石的撞擊殘留物?;阪隙鹚奶?hào)獲取的具有超高空間分辨率的影像與光譜數(shù)據(jù),首次在月表原位識(shí)別出了年齡在1個(gè)百萬(wàn)年以內(nèi)的碳質(zhì)球粒隕石撞擊體殘留物。研究結(jié)果表明,富含揮發(fā)分的碳質(zhì)小行星的撞擊可能仍然為現(xiàn)在的月球提供水源,在比較年輕的月表物質(zhì)(如嫦娥五號(hào)返回樣品)中可能找到更多此類殘留物。成果發(fā)表在Nature Astronomy(自然-天文)上。
圖1. 玉兔2號(hào)對(duì)巡視路徑上“偶遇”的一個(gè)小型新鮮撞擊坑進(jìn)行詳細(xì)的光譜探測(cè)。(a) 由玉兔2號(hào)上搭載的全景相機(jī)獲取的影像拼接而成的全景圖,可以看到撞擊坑與著陸器的相對(duì)位置;(b) 全景相機(jī)近距離拍攝的小撞擊坑全貌,該圖為假彩色圖。撞擊坑中心呈現(xiàn)的黃綠色部分為可能的撞擊體殘留物。白框指示的是進(jìn)行了成像光譜觀測(cè)的區(qū)域;(c) 從成像光譜觀測(cè)區(qū)域中提取的典型“殘留物”、月壤、巖石碎塊的反射光譜;(d) 成像光譜儀獲取的觀測(cè)區(qū)域影像。(Yang et al., 2021 Nature Astronomy)
亮點(diǎn)成果二:北斗/GNSS 掩星和反射信號(hào)遙感一體化探測(cè)技術(shù)
空間中心自主研制的風(fēng)云三號(hào) E星全球?qū)Ш叫l(wèi)星掩星探測(cè)儀II型(GNOS-II),國(guó)際首次實(shí)現(xiàn)了北斗/GNSS掩星、北斗/GNSS-R一體化遙感探測(cè),單載荷可同時(shí)獲取電離層、大氣層和海洋參數(shù)的立體數(shù)據(jù)。北斗/GNSS-R成功獲取了基于北斗系統(tǒng)的全球海洋、陸地、海冰反射信號(hào),探測(cè)的25米以下海面風(fēng)速與ECWMF比精度小于2米,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的臺(tái)風(fēng)“燦都”的最大風(fēng)速55.2m/s,與美國(guó)聯(lián)合臺(tái)風(fēng)預(yù)警中心事后發(fā)布的最佳路徑給出的最大風(fēng)速55.5m/s相當(dāng),突破拓展了北斗系統(tǒng)在天基氣象遙感應(yīng)用的范圍,達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
圖2 FY3E GNOS-II載荷掩星和海洋遙感觀測(cè)一體化觀測(cè)(條帶為海面遙感數(shù)據(jù),點(diǎn)為掩星觀測(cè)廓線數(shù)據(jù))
圖3 GNOS-II實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)計(jì)算的臺(tái)風(fēng)“燦都”最大風(fēng)速探測(cè)結(jié)果(左圖,約55.2m/s), 美國(guó)聯(lián)合臺(tái)風(fēng)預(yù)警中心事后發(fā)布的最佳路徑給出的最大風(fēng)速為55.5m/s(右圖)
亮點(diǎn)成果三:新概念行星防御理論與仿真分析工具技術(shù)
新概念行星防御理論與仿真分析工具技術(shù)提出了“末級(jí)擊石”新概念防御方案,防御效果提升至傳統(tǒng)動(dòng)能撞擊的3倍,“以石擊石”論文獲得SR期刊2020年物理領(lǐng)域Top 100論文;首次揭示了小行星撞擊地球的五種模式,發(fā)現(xiàn)小尺寸小行星可能通過(guò)捕獲撞擊模式抵達(dá)地面;提出了地球領(lǐng)航軌道天基監(jiān)測(cè)任務(wù)概念,能夠?qū)Φ鼗鈱W(xué)盲區(qū)進(jìn)行有效覆蓋;開發(fā)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“小行星撞擊態(tài)勢(shì)感知與仿真平臺(tái) V1.0”軟件。
圖4 新概念行星防御任務(wù)方案
圖5 小行星撞擊態(tài)勢(shì)感知與仿真平臺(tái)
此次空間中心亮點(diǎn)成果評(píng)選是第一次舉行,未來(lái)將于每年底評(píng)選一次,凝練出當(dāng)年空間中心最具代表性的成果并予以表彰。
(供稿:科技處)