【基金委】国家自然科学基金委员会2024年度专项项目指南——月球与深空探测科学研究(二)
月球与深空探测是国家重大战略部署。近二十年来我国月球与深空探测发展迅猛,嫦娥探月系列工程顺利实施,天问一号任务实现了对火星的“绕、落、巡”探测。对标国家关于科学与工程对月球与深空探测的“双轮驱动”,地球科学部2022年启动了“月球与深空探测科学研究(一)”专项项目,在月球和火星等科学研究中取得了很多重要成果,带动了我国空间科学的快速发展。
2024年6月25日,嫦娥六号在国际上首次从月球背面返回月壤样品。同时,国际月球科研站、天问二、三号等深空探测工程任务已部署实施。为了保证相关科学研究的连续性,继续支撑和服务国家月球与深空探测重大战略需求,推动航天强国的建设,提高我国在空间科学领域的国际地位,拟启动“月球与深空探测科学研究(二)”专项资助工作。
一、科学目标
聚焦太阳系的形成和演化以及行星宜居性,开展月球和行星宜居环境与地质演化相关的基础科学研究,为未来月球和深空探测工程提供基础理论和科学认知。核心科学问题包括:1)月球背面的早期历史和内外动力学过程;2)行星宜居环境要素的特征和演化。
二、拟资助研究方向
围绕月球和行星宜居性及环境演化这一重大科学问题,结合我国深空探测任务规划,拟资助两类科学研究:
(一)面向已开展的月球与深空探测任务的科学研究。
1. 基于嫦娥六号任务的月表稀薄大气及负离子起源和运移机制研究
基于嫦娥六号任务搭载的月表负离子分析仪及氡气探测仪的探测数据,结合地面实验模拟、理论模型,开展月表氡气分子及负离子的原位产生和规模、空间分布及运移规律研究,示踪其产生/输运机制及对月球空间环境的影响,探究水星、小行星等无大气天体表面的稀薄大气及负离子基本特征。
2. 嫦娥六号着陆区地质特征和演化研究
基于嫦娥六号任务光谱、雷达和影像数据,并结合国内外月球轨道遥感数据,研究嫦娥六号着陆区物质成分、物理特性及次表层结构,溯源并分析其成因机制和相关地质过程;理解阿波罗盆地火山地貌成因,研究盆地构造-火山相互作用机制;研究区域地质构造和岩石类型空间分布特征,揭示月球深部物质组成和内外动力耦合机制下的着陆区热演化历史。
3. 嫦娥六号着陆区月壤演化特征及其外动力地质改造过程
基于嫦娥六号月球返回样品,测定着陆区月壤剖面层序结构,确定月壤的来源与形成过程;多指标表征着陆区月壤的成熟度,确定月壤的翻腾改造历史与演化程度;分析月壤颗粒微观结构与成分特征,解析着陆区太空风化改造过程及效应;测定月壤中高价态铁氧化物的种类与含量,分析月球表面微尺度氧化还原作用。
4. 月球背面岩浆洋演化与壳幔过程
基于嫦娥六号月球返回样品,确定月壤中月海和高地物质类型,针对不同类型物质开展岩石学、地球化学、年代学和模拟计算研究,建立月球背面岩浆洋结晶模型,探讨月球早期演化过程;揭示火山活动历史,限定玄武岩组成、起源深度、源区物质组成和热状态;与月球正面壳幔岩浆过程开展对比研究,探索月球不对称性驱动因素和热演化历史。
5. 基于鹊桥二号中继星对地整体成像的内磁层-磁尾耦合过程研究
基于鹊桥二号中继星双波段极紫外相机和阵列中性原子成像仪获取的等离子体层、环电流、磁尾、极区和磁鞘等区域图像数据,刻画地球磁层空间响应空间天气事件的动态全景图,揭示亚暴注入对内磁层动力学耦合过程的作用、磁尾对流对磁暴期间环电流增强的贡献,理解其空间天气效应。
6. 火星高层大气重离子成分的变化研究
基于天问一号、MAVEN等已有的火星探测资料,研究不同太阳风扰动对火星高层大气中的氧气离子、二氧化碳离子等重离子的影响,判断“迷你磁层”局部剩磁对带电粒子动力学行为的作用,探索太阳风扰动激发的磁声波、阿尔芬波等对火星高层大气重离子加速和逃逸过程的影响,揭示火星电离层物质损失的机理,理解太阳风扰动在火星大气短期和长期演化中的作用。
(二)面向未来月球与深空探测开展的前瞻性研究。
7. 火星典型含水矿物的遥感观测和地球类比研究
围绕天问三号火星采样返回任务的科学目标,综合利用国内外火星遥感和就位探测数据,定量获取火星典型区域含水矿物的丰度和分布特征,揭示其形成机制,厘清相关沉积地层的层序结构和分布规律,评估其储存生命信号的潜力,研究类火星环境地貌和矿物的类型、分布及对火星宜居环境演化的指示,探究类火星环境中微生物的群落结构和适应机制,论证可用于天问三号火星生命痕迹探测的信号或标志物。
8. 火星土壤次生改造及成壤过程
围绕天问三号火星采样返回任务的科学目标,通过火星陨石样品和模拟实验研究,探讨流体、冻融等次生过程对火星土壤的微观改造机理、反应过程及改造效应,揭示土壤次生改造过程对火星环境的影响;开展火星表面紫外辐射和尘暴放电过程模拟实验研究,揭示火星空间环境和大气活动对土壤的改造规律;确定火星表面土壤的矿物组成及地球化学特征,制约火星土壤形成条件、风化过程及演化路径,厘清火星土壤形成过程中的物理风化、化学作用等成壤机制,探讨成壤过程和宜居环境的联系,为火星采样返回样品研究提供参考。
9. 金星火星大气逃逸比较研究
开展金星和火星大气逃逸现象及其特征的比较研究,考察不同空间环境条件下行星大气逃逸的时空分布特征;厘清金星和火星大气逃逸的主要控制机制,并研究其随太阳能量注入、太阳风驱动、行星磁场、行星重力等因素的变化,确定行星大气逃逸的关键因素;分析大气逃逸对行星空间、表面环境的影响,为未来金星和火星探测科学任务的论证规划提供依据。
10. 小行星和火星中挥发分的组成特征及指示意义
基于来自不同小行星的陨石样品,分析其中的水和挥发分的含量及同位素组成,结合陨石样品的矿物岩石地球化学分析,揭示不同类型小行星中水和其它挥发分的丰度和同位素组成,并探讨其演化规律;研究火星陨石中水和其它挥发分的含量及其同位素组成,厘清火星内部水的来源;结合小行星和火星中氢和其它元素的同位素分布模式,探讨早期内太阳系中水的分布特征,为未来我国小行星与火星的返回样品中水和挥发分研究提供技术支撑。
11. 行星大气太赫兹辐射探测关键技术研究
针对金星大气宜居带环境和生命示踪气体、木星大气热力和动力环境探测,论证星载行星大气探测微波(包括毫米波、太赫兹)辐射计系统方案,研究微波辐射探测频率配置,发展金星云区和木星大气微波辐射模型和反演算法,突破星载高灵敏度太赫兹接收机前端技术和低功耗高分辨率后端谱仪技术等,开展相关太赫兹探测仿真研究与验证,为未来我国金星与木星探测提供技术支撑。
本专项鼓励自主选题并进行小额资助,开展为期一年的月球与深空探测科学研究中的关键基础科学问题的探索研究。
三、资助计划
本专项项目拟资助中等额度项目8项左右,直接费用平均资助强度不超过300万元/项,资助期限为4年,申请书中的研究期限应填写“2025年1月1日-2028年12月31日”;拟资助小额度项目20项左右,直接费用平均资助强度不超过25万元/项,资助期限为1年,研究期限应填写“2025年1月1日-2025年12月31日”。
四、申请要求及注意事项
(一)申请条件。
本专项项目申请人应当具备以下条件:
1.具有承担基础研究课题或者其他从事基础研究的经历。
2.具有高级专业技术职务(职称)。
在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。
(二)限项申请规定。
1.本专项项目申请时不计入高级专业技术职务(职称)人员申请和承担总数2项的范围;正式接收申请到国家自然科学基金委员会作出资助与否决定之前,以及获得资助后,计入高级专业技术职务(职称)人员申请和承担总数2项的范围。
2.申请人和参与者只能申请或参与申请1项本专项项目。
3.申请人同年只能申请1项专项项目中的研究项目。
4.获得国家自然科学基金委员会地球科学部2022年度月球与深空探测科学研究(一)专项支持的人员不得在本年度申请小额资助项目。
填报要求详见指南网址:https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab434/info93548.htm
五、台内申报节点
9月29日前,请有意申报的老师发送邮件告知;
10月14日前,请完成系统提交,科研处做形式审查。
六、联系方式
科研处联系人:李亭,分机5061,liting@shao.ac.cn,702室
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