月球表面原位光谱探测技术研究与应用（特约）

探测月球与行星表面物质化学成分是了解其起源及演化历史的关键，而光谱探测技术则是物质成分识别与定量反演研究的重要手段。原位（In-Situ）光谱探测有别于空间探测中的环绕器遥感及采样返回探测，是指在目标现场进行的近距离光谱探测。我国“嫦娥三号”任务科学研究与资源勘查，需要开展月球表面原位光谱探测技术研究，突破凝视型时序扫描的新型声光光谱探测关键技术，研发适应表面恶劣环境的高性能、轻小型、高可靠仪器，在国际上率先实现月球表面光谱原位探测及分析。论文结合以“嫦娥三号、四号”为典型应用的红外成像光谱仪，介绍据此发展起来的月球表面原位光谱探测技术，包括探测机制、工作模式及仪器的功能、性能与应用；最后，也简要介绍了即将应用的“嫦娥五号”月球矿物光谱分析仪。     

深空探测技术（特约）

深空探测是指对月球以及月球以远的天体或者空间环境开展的探测活动,深空探测领域是我国实现航天强国战略的重要组成部分,也是标志性领域之一。文中概要总结了深空探测60多年来的发展历程,重点介绍了我国深空探测取得的成就和未来发展的趋势,针对我国开展的探月工程和首次火星探测任务,分析了各次任务已取得的技术突破,围绕月球及深空探测后续任务规划,对月球科研站建立、小行星探测、火星取样返回以及木星系探测等任务的关键技术进行了探讨。在此基础上归纳总结了我国深空探测技术的发展路线以及未来需重点研究和攻克的关键技术。     

光学技术在中国月球和深空探测中的应用（特约）

光学技术在中国探月工程与首次火星探测工程应用显著:一半以上的科学载荷属于光学遥感载荷;在自主导航、测控、监视、交会对接等工程实施上也应用广泛。文中简要回顾了中国探月工程已实施的历次任务、正在实施的探月工程三期和首次火星探测工程,以及光学技术应用取得的主要成果,介绍了中国未来对月球、火星、木星和小行星等探测任务的规划,分析了光学技术在未来月球与深空探测中的发展趋势和潜在应用领域。     

激光诱导现场探测月壤成分的可行性分析

为了验证激光诱导离解光谱技术在月球环境条件下月壤成分现场探测的可行性，设计了一套实验模拟装置，以合成月壤样品为检测目标，Nd:YAG激光器为光源，线列CCD光栅光谱仪为光谱的采集系统，真空罐模拟月球气压环境。用高纯度Fe2O3,Al2O3作为标准参考光谱样品提高识别精度。实验结果说明在模拟环境下利用激光诱导探测手段能够采集到样品的原子发射光谱，并完全可以定性识别物质中含有的成分。     

深空探测概况

本文概述了国外对太阳系各行星的探测情况,介绍了我国的深空探测现状．主要包括对月球和火星的探测情况．最后描述了我国的深空探测规划。     

深空通信系列讲座之一 深空探测概况

本文概述了国外对太阳系各行星的探测情况,介绍了我国的深空探测现状,主要包括对月球和火星的探测情况,最后描述了我国的深空探测规划。     

基于AOTF的成像光谱技术在深空探测中的应用

首先介绍了欧空局(ESA)火星快车(Mars Express)上装载的火星大气特征研究光谱 仪(Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Mars, SPICAM)和红外矿物光谱制图 仪(Observatory of Mineralogy, Water, Ice and Activity or IR Mineralogical Mapper, OMEGA)以及美国火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO) 上搭载的紧凑型火星勘测成像光谱仪(Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars, CRISM)的特点指标 及其相关应用。然后介绍了新型分光器件——声光可调谐滤波器(Acousto-Optic Tunable Filter, AOTF) 的原理及特点,并对拟用于月球探测的基于该分光技术的CE-3红外成像光谱仪和CE-5月球矿物光谱分 析仪进行了简要介绍。最后介绍了其光谱定标、辐射定标以及在宽温度范围内工作时的温度特性分析与校正,为AOTF在 深空探测中的进一步应用提供了技术参考。     

基于LIBS技术结合AFSA-SVM算法对岩石类别的识别

激光诱导击穿光谱（LIBS）具备遥感、原位探测的特性，是深空探测识别物质元素组成及含量的重要技术。探测火星表面元素组成及其矿物分布特征是研究火星地质演化和成因的前提。在天问一号任务发射前，基于火星表面成分分析仪（MarSCoDe）开展了15个类别矿物样品的火星模拟探测实验，获取了1920条光谱数据。为验证仪器的探测性能，本文采用人工鱼群算法（AFSA）优化支持向量机（SVM）的高效分类模型（AFSA-SVM），对包括火成岩、沉积岩和金属矿物在内的32种矿物进行分类。首先，采用主成分分析（PCA）算法将原始光谱数据降维，送入AFSA-SVM训练。其次，通过AFSA来优化SVM的参数，实现了99.56%的矿物识别准确率。最后，对比AFSA-SVM模型与其他算法的识别准确率，其中随机森林（RF）算法、反向传播人工神经网络（BPANN）和K近邻（KNN）算法的准确率分别为95.60%、95.80%和90.17%，结果表明AFSA-SVM算法在辅助LIBS识别矿物种类中具有优势。     

火星相机研制

介绍了火星探测的进展及火星相机的科学目标,分析了空间相机及火星相机的特点,展现了课题组经过数年研究在火星相机工程样机的研制过程中取得的成果。研究内容包括:火星表面物质的光谱特性、火星探测光学遥感器的谱段设置、近火弧段星下点光照条件分析、近火点太阳高度角随时间变化规律、火星表面高程的直方图分布特性分析、考虑火星表面高程因素速高比误差造成的像移、火星相机工程样机研制、火星相机工程样机外景成像试验等。总结了过去的工作,为将来进一步研制火星相机打下基础。所研制的火星相机适用于在环火轨道对火星表面的观测成像。     

火星次表层探测雷达信号分析与处理

火星是太阳系八大行星之一,探测火星地面以及地表之下的液态水或者固态冰,是对火星探测活动最有意义的一项任务,而低频段雷达具有穿透星体表面的能力,是完成火星探测任务较好的选择。基于任务实际,从火星探测任务的原理出发,分析了火星次表层探测雷达工作方式,对火星次表层探测雷达回波进行仿真分析,基于平台水平和垂直向的误差对成像结果的主副瓣水平的影响,对星上实时处理流程以及算法容许的平台误差进行了计算机仿真,并给出了有用的结论。     

Prospects for a Next-Generation Deep-Space Network

A next-generation deep-space network is currently under consideration by the National Aeronautics and Space Administration. Building upon its many past successes, this network will be required to meet the needs of current and planned missions. These will, no doubt, include the familiar suite of telemetry, command, tracking, and navigation services, with performance levels derived from analysis of the probable future mission set. Additionally, it will be expected to provide enabling capabilities for missions still on the drawing boards. Traditionally, the network serves the robotic deep-space exploration fleet. However, at this time, consideration of the special needs of planned future human lunar missions is appropriate, as well as the evolution to the eventual human exploration of Mars.     

用于月球矿物探测的LCTF成像光谱仪热控系统设计

LCTF 成像光谱技术是近年来快速发展的一种成像光谱技术,具有光谱分辨率高、谱段范围宽、质量轻等诸多优点,在月球矿物探测高光谱成像遥感器中具有独特的优势。LCTF 中液晶材料温度变化会引起双折射率偏差变大,从而影响LCTF 光谱仪成像质量。通过对光谱仪工作环境的热分析,综合考虑光谱仪的工作模式及各部件工作温度要求,设计了LCTF 光谱仪热控系统。仿真结果表明,该热控系统能较好地满足设计要求,使LCTF 光谱仪清晰成像,为月球矿物探测做好硬件准备。     

火星探测技术综述

本文简要回顾了各国火星探测的历史,介绍了目前我们对火星的形成、演化、地质和地理特性以及气候特征等多方面的认识,并且详细阐述了有关火星的一些未解之谜。对以后火星探测中应该关注的研究方向进行了分析。最后,结合我国的深空探测能力,讨论了我国未来在火星探测方面可做的工作以及应该配置的载荷的特性。对相关载荷的参数作了一定的分析。     

同位素电池在探月及深空探测工程中应用的战略研究

放射性同位素温差电池(RTG)不受太阳光和其他环境条件的影响,可以同时为航天器提供电能和热能,是较理想的月球和深空探测电源.在介绍了RTG的工作原理,回顾了国外RTG的应用历史,评述了RTG的发展趋势之后,讨论了应用于深空探测的RTG在优化配置过程中应当考虑的一些问题,评述了深空探测RTG的技术关键,包括RTG设计、温差电换能器技术、同位素热源及其安全技术、热管理技术和电源管理技术.最后,提出了关于RTG发展战略的建议.     

The planetary exploration program

The U. S. program for space exploration of the planets began with the Mariner 2 flyby of Venus in 1962. Since then a series of Mariners have gone to Mercury and Mars, in addition to Venus. Pioneer-class spacecraft have flown through the asteroid belt and have passed by Jupiter. The Viking mission carried Out a spectacularly successful series of measurements at Mars. These past missions will be followed shortly by recently launched Voyager flybys of Jupiter and Saturn in 1977 and by Pioneer probes and orbiter to Venus in 1978. These missions have stressed exploration. Now there are two additional goals involving the well-being of Man which are looming on the space horizon.     

The state of the art in interplanetary Internet

Developments in space technologies are enabling the realization of deep space scientific missions such as Mars exploration. Interplanetary (IPN) Internet is expected to be the next step in the design and development of deep space networks as the Internet in the space. However, there are significant challenges to be addressed for the realization of this objective. This article captures the current state of the art and open research challenges, and intends to motivate researchers around the world to tackle these challenging problems and help realize the IPN Internet.