國家自然科學(xué)基金委員會2024年度專項(xiàng)項(xiàng)目指南

——月球與深空探測科學(xué)研究(二)

月球與深空探測是國家重大戰(zhàn)略部署。近二十年來我國月球與深空探測發(fā)展迅猛,嫦娥探月系列工程順利實(shí)施,天問一號任務(wù)實(shí)現(xiàn)了對火星的“繞、落、巡”探測。對標(biāo)國家關(guān)于科學(xué)與工程對月球與深空探測的“雙輪驅(qū)動”,地球科學(xué)部2022年啟動了“月球與深空探測科學(xué)研究(一)”專項(xiàng)項(xiàng)目,在月球和火星等科學(xué)研究中取得了很多重要成果,帶動了我國空間科學(xué)的快速發(fā)展。

2024年6月25日,嫦娥六號在國際上首次從月球背面返回月壤樣品。同時,國際月球科研站、天問二、三號等深空探測工程任務(wù)已部署實(shí)施。為了保證相關(guān)科學(xué)研究的連續(xù)性,繼續(xù)支撐和服務(wù)國家月球與深空探測重大戰(zhàn)略需求,推動航天強(qiáng)國的建設(shè),提高我國在空間科學(xué)領(lǐng)域的國際地位,擬啟動“月球與深空探測科學(xué)研究(二)”專項(xiàng)資助工作。

一、科學(xué)目標(biāo)

聚焦太陽系的形成和演化以及行星宜居性,開展月球和行星宜居環(huán)境與地質(zhì)演化相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)研究,為未來月球和深空探測工程提供基礎(chǔ)理論和科學(xué)認(rèn)知。核心科學(xué)問題包括:1)月球背面的早期歷史和內(nèi)外動力學(xué)過程;2)行星宜居環(huán)境要素的特征和演化。

二、擬資助研究方向

圍繞月球和行星宜居性及環(huán)境演化這一重大科學(xué)問題,結(jié)合我國深空探測任務(wù)規(guī)劃,擬資助兩類科學(xué)研究:

(一)面向已開展的月球與深空探測任務(wù)的科學(xué)研究。

1. 基于嫦娥六號任務(wù)的月表稀薄大氣及負(fù)離子起源和運(yùn)移機(jī)制研究

基于嫦娥六號任務(wù)搭載的月表負(fù)離子分析儀及氡氣探測儀的探測數(shù)據(jù),結(jié)合地面實(shí)驗(yàn)?zāi)M、理論模型,開展月表氡氣分子及負(fù)離子的原位產(chǎn)生和規(guī)模、空間分布及運(yùn)移規(guī)律研究,示蹤其產(chǎn)生/輸運(yùn)機(jī)制及對月球空間環(huán)境的影響,探究水星、小行星等無大氣天體表面的稀薄大氣及負(fù)離子基本特征。

2. 嫦娥六號著陸區(qū)地質(zhì)特征和演化研究

基于嫦娥六號任務(wù)光譜、雷達(dá)和影像數(shù)據(jù),并結(jié)合國內(nèi)外月球軌道遙感數(shù)據(jù),研究嫦娥六號著陸區(qū)物質(zhì)成分、物理特性及次表層結(jié)構(gòu),溯源并分析其成因機(jī)制和相關(guān)地質(zhì)過程;理解阿波羅盆地火山地貌成因,研究盆地構(gòu)造-火山相互作用機(jī)制;研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和巖石類型空間分布特征,揭示月球深部物質(zhì)組成和內(nèi)外動力耦合機(jī)制下的著陸區(qū)熱演化歷史。

3. 嫦娥六號著陸區(qū)月壤演化特征及其外動力地質(zhì)改造過程

基于嫦娥六號月球返回樣品,測定著陸區(qū)月壤剖面層序結(jié)構(gòu),確定月壤的來源與形成過程;多指標(biāo)表征著陸區(qū)月壤的成熟度,確定月壤的翻騰改造歷史與演化程度;分析月壤顆粒微觀結(jié)構(gòu)與成分特征,解析著陸區(qū)太空風(fēng)化改造過程及效應(yīng);測定月壤中高價態(tài)鐵氧化物的種類與含量,分析月球表面微尺度氧化還原作用。

4. 月球背面巖漿洋演化與殼幔過程

基于嫦娥六號月球返回樣品,確定月壤中月海和高地物質(zhì)類型,針對不同類型物質(zhì)開展巖石學(xué)、地球化學(xué)、年代學(xué)和模擬計(jì)算研究,建立月球背面巖漿洋結(jié)晶模型,探討月球早期演化過程;揭示火山活動歷史,限定玄武巖組成、起源深度、源區(qū)物質(zhì)組成和熱狀態(tài);與月球正面殼幔巖漿過程開展對比研究,探索月球不對稱性驅(qū)動因素和熱演化歷史。

5. 基于鵲橋二號中繼星對地整體成像的內(nèi)磁層-磁尾耦合過程研究

基于鵲橋二號中繼星雙波段極紫外相機(jī)和陣列中性原子成像儀獲取的等離子體層、環(huán)電流、磁尾、極區(qū)和磁鞘等區(qū)域圖像數(shù)據(jù),刻畫地球磁層空間響應(yīng)空間天氣事件的動態(tài)全景圖,揭示亞暴注入對內(nèi)磁層動力學(xué)耦合過程的作用、磁尾對流對磁暴期間環(huán)電流增強(qiáng)的貢獻(xiàn),理解其空間天氣效應(yīng)。

6. 火星高層大氣重離子成分的變化研究

基于天問一號、MAVEN等已有的火星探測資料,研究不同太陽風(fēng)擾動對火星高層大氣中的氧氣離子、二氧化碳離子等重離子的影響,判斷“迷你磁層”局部剩磁對帶電粒子動力學(xué)行為的作用,探索太陽風(fēng)擾動激發(fā)的磁聲波、阿爾芬波等對火星高層大氣重離子加速和逃逸過程的影響,揭示火星電離層物質(zhì)損失的機(jī)理,理解太陽風(fēng)擾動在火星大氣短期和長期演化中的作用。

(二)面向未來月球與深空探測開展的前瞻性研究。

7. 火星典型含水礦物的遙感觀測和地球類比研究

圍繞天問三號火星采樣返回任務(wù)的科學(xué)目標(biāo),綜合利用國內(nèi)外火星遙感和就位探測數(shù)據(jù),定量獲取火星典型區(qū)域含水礦物的豐度和分布特征,揭示其形成機(jī)制,厘清相關(guān)沉積地層的層序結(jié)構(gòu)和分布規(guī)律,評估其儲存生命信號的潛力,研究類火星環(huán)境地貌和礦物的類型、分布及對火星宜居環(huán)境演化的指示,探究類火星環(huán)境中微生物的群落結(jié)構(gòu)和適應(yīng)機(jī)制,論證可用于天問三號火星生命痕跡探測的信號或標(biāo)志物。

8. 火星土壤次生改造及成壤過程

圍繞天問三號火星采樣返回任務(wù)的科學(xué)目標(biāo),通過火星隕石樣品和模擬實(shí)驗(yàn)研究,探討流體、凍融等次生過程對火星土壤的微觀改造機(jī)理、反應(yīng)過程及改造效應(yīng),揭示土壤次生改造過程對火星環(huán)境的影響;開展火星表面紫外輻射和塵暴放電過程模擬實(shí)驗(yàn)研究,揭示火星空間環(huán)境和大氣活動對土壤的改造規(guī)律;確定火星表面土壤的礦物組成及地球化學(xué)特征,制約火星土壤形成條件、風(fēng)化過程及演化路徑,厘清火星土壤形成過程中的物理風(fēng)化、化學(xué)作用等成壤機(jī)制,探討成壤過程和宜居環(huán)境的聯(lián)系,為火星采樣返回樣品研究提供參考。

9. 金星火星大氣逃逸比較研究

開展金星和火星大氣逃逸現(xiàn)象及其特征的比較研究,考察不同空間環(huán)境條件下行星大氣逃逸的時空分布特征;厘清金星和火星大氣逃逸的主要控制機(jī)制,并研究其隨太陽能量注入、太陽風(fēng)驅(qū)動、行星磁場、行星重力等因素的變化,確定行星大氣逃逸的關(guān)鍵因素;分析大氣逃逸對行星空間、表面環(huán)境的影響,為未來金星和火星探測科學(xué)任務(wù)的論證規(guī)劃提供依據(jù)。

10. 小行星和火星中揮發(fā)分的組成特征及指示意義

基于來自不同小行星的隕石樣品,分析其中的水和揮發(fā)分的含量及同位素組成,結(jié)合隕石樣品的礦物巖石地球化學(xué)分析,揭示不同類型小行星中水和其它揮發(fā)分的豐度和同位素組成,并探討其演化規(guī)律;研究火星隕石中水和其它揮發(fā)分的含量及其同位素組成,厘清火星內(nèi)部水的來源;結(jié)合小行星和火星中氫和其它元素的同位素分布模式,探討早期內(nèi)太陽系中水的分布特征,為未來我國小行星與火星的返回樣品中水和揮發(fā)分研究提供技術(shù)支撐。

11. 行星大氣太赫茲輻射探測關(guān)鍵技術(shù)研究

針對金星大氣宜居帶環(huán)境和生命示蹤氣體、木星大氣熱力和動力環(huán)境探測,論證星載行星大氣探測微波(包括毫米波、太赫茲)輻射計(jì)系統(tǒng)方案,研究微波輻射探測頻率配置,發(fā)展金星云區(qū)和木星大氣微波輻射模型和反演算法,突破星載高靈敏度太赫茲接收機(jī)前端技術(shù)和低功耗高分辨率后端譜儀技術(shù)等,開展相關(guān)太赫茲探測仿真研究與驗(yàn)證,為未來我國金星與木星探測提供技術(shù)支撐。

本專項(xiàng)鼓勵自主選題并進(jìn)行小額資助,開展為期一年的月球與深空探測科學(xué)研究中的關(guān)鍵基礎(chǔ)科學(xué)問題的探索研究。

三、資助計(jì)劃

本專項(xiàng)項(xiàng)目擬資助中等額度項(xiàng)目8項(xiàng)左右,直接費(fèi)用平均資助強(qiáng)度不超過300萬元/項(xiàng),資助期限為4年,申請書中的研究期限應(yīng)填寫“2025年1月1日-2028年12月31日”;擬資助小額度項(xiàng)目20項(xiàng)左右,直接費(fèi)用平均資助強(qiáng)度不超過25萬元/項(xiàng),資助期限為1年,研究期限應(yīng)填寫“2025年1月1日-2025年12月31日”。

四、申請要求及注意事項(xiàng)

(一)申請條件。

本專項(xiàng)項(xiàng)目申請人應(yīng)當(dāng)具備以下條件:

1.具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題或者其他從事基礎(chǔ)研究的經(jīng)歷。

2.具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)(職稱)。

在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進(jìn)行申請。

(二)限項(xiàng)申請規(guī)定。

1.本專項(xiàng)項(xiàng)目申請時不計(jì)入高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)(職稱)人員申請和承擔(dān)總數(shù)2項(xiàng)的范圍;正式接收申請到國家自然科學(xué)基金委員會作出資助與否決定之前,以及獲得資助后,計(jì)入高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)(職稱)人員申請和承擔(dān)總數(shù)2項(xiàng)的范圍。

2.申請人和參與者只能申請或參與申請1項(xiàng)本專項(xiàng)項(xiàng)目。

3.申請人同年只能申請1項(xiàng)專項(xiàng)項(xiàng)目中的研究項(xiàng)目。

4.獲得國家自然科學(xué)基金委員會地球科學(xué)部2022年度月球與深空探測科學(xué)研究(一)專項(xiàng)支持的人員不得在本年度申請小額資助項(xiàng)目。

(三)申請注意事項(xiàng)。

1.申請接收時間為2024年10月14日-2024年10月18日。

2.本專項(xiàng)項(xiàng)目申請書采用在線方式撰寫。對申請人具體要求如下:

(1)申請人應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀本項(xiàng)目指南和《2024年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》的相關(guān)內(nèi)容,不符合項(xiàng)目指南和相關(guān)要求的申請項(xiàng)目不予受理。

(2)申請人應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀《2024年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》申請規(guī)定中預(yù)算編報要求的內(nèi)容,認(rèn)真如實(shí)編報項(xiàng)目預(yù)算。

(3)申請人登錄科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),資助類別選擇“專項(xiàng)項(xiàng)目”,亞類說明選擇“研究項(xiàng)目”,附注說明選擇“科學(xué)部綜合研究項(xiàng)目”。申請代碼1應(yīng)按照擬資助研究方向后標(biāo)明的申請代碼要求選擇地球科學(xué)部D下屬申請代碼。以上選擇不準(zhǔn)確或未選擇的項(xiàng)目申請不予受理。

每個專項(xiàng)項(xiàng)目的依托單位和合作研究單位數(shù)合計(jì)不得超過3個;主要參與者必須是項(xiàng)目的實(shí)際貢獻(xiàn)者。

(4)本專項(xiàng)項(xiàng)目旨在緊密圍繞核心科學(xué)問題,將對多學(xué)科相關(guān)研究進(jìn)行戰(zhàn)略性的方向引導(dǎo)和優(yōu)勢整合,成為一個專項(xiàng)項(xiàng)目集群。申請人應(yīng)根據(jù)本專項(xiàng)擬解決的具體科學(xué)問題和項(xiàng)目指南公布的擬資助研究方向,自行擬定項(xiàng)目名稱、科學(xué)目標(biāo)、研究內(nèi)容、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費(fèi)等。

(5)申請人應(yīng)當(dāng)按照專項(xiàng)項(xiàng)目申請書的撰寫提綱撰寫申請書。申請項(xiàng)目名稱可以不同于擬資助研究方向下列出的研究內(nèi)容名稱,但應(yīng)屬該內(nèi)容所轄之內(nèi)的研究領(lǐng)域。申請書正文開頭應(yīng)注明“2024年度專項(xiàng)項(xiàng)目月球與深空探測科學(xué)研究(二)“之研究方向*:***(按照上述擬資助研究方向之一填寫)”。

申請書應(yīng)突出有限目標(biāo)和重點(diǎn)突破,明確對實(shí)現(xiàn)本專項(xiàng)總體目標(biāo)和解決核心科學(xué)問題的貢獻(xiàn),并闡明圍繞本項(xiàng)目指南的研究方向擬重點(diǎn)突破的科學(xué)問題、達(dá)到的研究目標(biāo)或技術(shù)指標(biāo)。

如果申請人已經(jīng)承擔(dān)與本專項(xiàng)項(xiàng)目相關(guān)的其他科技計(jì)劃項(xiàng)目,應(yīng)當(dāng)在申請書正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請項(xiàng)目與其他相關(guān)項(xiàng)目的區(qū)別與聯(lián)系。

(6)本專項(xiàng)項(xiàng)目實(shí)行無紙化申請,申請人完成申請書撰寫后,在線提交電子申請書及附件材料。依托單位只需在線確認(rèn)電子申請書及附件材料,無須報送紙質(zhì)申請書,但必須對本單位申請人所提交申請材料的真實(shí)性和完整性進(jìn)行認(rèn)真審核。依托單位應(yīng)在項(xiàng)目接收工作截止時間前(2024年10月18日16時)前通過信息系統(tǒng)逐項(xiàng)確認(rèn)提交本單位電子申請書及附件材料;在截止日期后24小時內(nèi)在線提交本單位申請項(xiàng)目清單。項(xiàng)目獲批準(zhǔn)后,依托單位將申請書的紙質(zhì)簽字蓋章頁裝訂在《資助項(xiàng)目計(jì)劃書》最后,在規(guī)定的時間內(nèi)按要求一并提交。

3.咨詢方式

(1)填報中如遇到的技術(shù)問題,可聯(lián)系國家自然科學(xué)基金委員會信息中心協(xié)助解決(聯(lián)系電話:010-62317474)。

(2)國家自然科學(xué)基金委員會項(xiàng)目材料接收工作組負(fù)責(zé)接收申請材料,如材料不完整,將不予接收(聯(lián)系電話:010-62328591)。

(3)關(guān)于指南研究方向,可咨詢國家自然科學(xué)基金委員會地球科學(xué)部三處(聯(lián)系電話:010-62327619,010-62328131;電子信箱:geophysp@nsfc.gov.cn)。

(4)其他問題可咨詢國家自然科學(xué)基金委員會地球科學(xué)部綜合與戰(zhàn)略規(guī)劃處(聯(lián)系電話:010-62327157;電子郵箱:ghc@nsfc.gov.cn)。

(四)其他注意事項(xiàng)。

1.本專項(xiàng)項(xiàng)目鼓勵多學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān),滿足多學(xué)科集成需要,跨越學(xué)科間屏障,解決月球與深空探測科學(xué)研究相關(guān)的基礎(chǔ)性科學(xué)問題。

2.獲得資助的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)承諾遵守相關(guān)數(shù)據(jù)和資料管理與共享的規(guī)定,實(shí)現(xiàn)在研究材料、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)平臺上的項(xiàng)目集群共享。項(xiàng)目執(zhí)行過程中須關(guān)注與本專項(xiàng)其他項(xiàng)目之間的相互支撐關(guān)系。

3.為加強(qiáng)項(xiàng)目的學(xué)術(shù)交流,促進(jìn)專項(xiàng)項(xiàng)目集群的形成和多學(xué)科交叉,本專項(xiàng)項(xiàng)目集群將設(shè)專項(xiàng)項(xiàng)目指導(dǎo)專家組和協(xié)調(diào)推進(jìn)組,每年舉辦一次資助項(xiàng)目的年度學(xué)術(shù)交流會,并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會。獲資助項(xiàng)目負(fù)責(zé)人必須參加上述學(xué)術(shù)交流活動,并認(rèn)真開展學(xué)術(shù)交流。