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SuperCam-LIBS光谱定量分析火星锰元素

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量子电子学报 2024年第3期41卷 473-484页

作者：苏鸣宇辛艳青刘长卿凌宗成山东大学空间科学与物理学院山东威海264209 山东大学空间科学研究院山东威海264209 山东省光学天文与日地空间环境重点实验室山东威海264209

毅力号火星车携带的SuperCam载荷可以探测火星表面锰元素等成分信息。本研究依据SuperCam团队发布的地质标样激光诱导击穿光谱(LIBS)数据集,提出了一种基于集成学习的火星锰元素定量方法。本研究首先对LIBS光谱进行光谱降噪、去基线等... 详细信息

毅力号火星车携带的SuperCam载荷可以探测火星表面锰元素等成分信息。本研究依据SuperCam团队发布的地质标样激光诱导击穿光谱(LIBS)数据集,提出了一种基于集成学习的火星锰元素定量方法。本研究首先对LIBS光谱进行光谱降噪、去基线等预处理,随后进行光谱反卷积和分峰拟合,最终建立锰元素的定量方法,实现了锰元素的含量预测。实验评估了传统多变量定量方法(LASSO、弹性网络)和集成学习方法对锰元素定量精度的差异,发现后者的均方根误差相对于前两种传统方法分别平均下降了49%和30%,定量结果更接近样品真实值,表明基于集成学习的定量方法更适用于火星锰元素的定量反演。

关键词：光谱学光谱定量方法激光诱导击穿光谱集成学习火星锰元素

基于遥感影像的火星尘暴时空概率分析与预报——以“天问一号”任务为例

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科学通报 2024年

作者：杨茜李勃田园温埔正张江曲少杰戎昭金山东大学空间科学与物理学院山东省光学天文与日地空间环境重点实验室北京空间飞行器总体设计部中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院地球与行星物理重点实验室

尘暴是火星表面沙尘颗粒在剧烈的大气运动下形成的扬尘现象,局部尘暴可持续几个火星日(sols),大型甚至全球性尘暴可持续长达几个月.火星尘暴事件严重威胁探测器着陆过程的安全性,并可能加剧火星车太阳能帆板表面的沙尘沉积进而导致火星... 详细信息

尘暴是火星表面沙尘颗粒在剧烈的大气运动下形成的扬尘现象,局部尘暴可持续几个火星日(sols),大型甚至全球性尘暴可持续长达几个月.火星尘暴事件严重威胁探测器着陆过程的安全性,并可能加剧火星车太阳能帆板表面的沙尘沉积进而导致火星车供电不足.为保障火星探测任务着陆过程的安全,应开展火星尘暴事件的时空概率分析并对着陆前的尘暴事件进行预报.本文以中国首次火星探测任务“天问一号”为例,开展了:(1)基于长时间序列(MY24～28)火星遥感影像(MDGMs)来提取尘暴对象和尘暴序列,建立乌托邦平原(Utopia Planitia)研究区的尘暴时空数据库;(2)计算研究区中尘暴出现的时空概率,并对“天问一号”任务的着陆时间、地点以及“祝融号”火星车工作和休眠期内的尘暴活动进行分析评价;(3)完成“天问一号”主选和备选着陆圆的原生尘暴划分和尘暴序列的特征提取,并实现了“天问一号”任务着陆前的尘暴预报分析.未来应当结合大气环流模型模拟和计算的大气物理等参数(温度、压强、光学深度、风速和风向等)来综合研究尘暴等大气活动的机理和影响因子,以提高尘暴分析和预报的准确性以及实时性.

关键词：火星尘暴乌托邦平原天问一号时空概率尘暴预报

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Zn核的高自旋结构研究

原子能科学技术 2024年

作者：周振翔罗迪雯徐川吴鸿毅华辉郑云李聪博吴晓光李天晓李广顺李智焕李湘庆林杰郭成宇郑敏赵子豪黎健宏徐君宏贾子豪张集智倪磊张思洋周小红柳敏良贺创业刘伏龙王守宇王硕孙大鹏北京大学物理学院核物理与核技术国家重点实验室中国原子能科学研究院中国科学院近代物理研究所山东大学山东省光学天文与日地空间环境重点实验室空间科学与物理学院空间科学研究院

北京大学实验核物理研究组在中国原子能科学研究院的HI-13串列加速器通过重离子熔合蒸发反应对70质量区68Zn核的高自旋结构开展了实验研究，建立了其能级纲图，极大拓展了68Zn高自旋态能级结构，将其转晕带的最高自旋由8h拓展至了14h，... 详细信息

北京大学实验核物理研究组在中国原子能科学研究院的HI-13串列加速器通过重离子熔合蒸发反应对70质量区68Zn核的高自旋结构开展了实验研究，建立了其能级纲图，极大拓展了68Zn高自旋态能级结构，将其转晕带的最高自旋由8h拓展至了14h，首次观察到68Zn核完整的第1个带交叉。E-GOS图表明，随着自旋的增加，68Zn的集体运动由振动逐渐向转动演化。使用Total Routhian Surfaces模型对实验结果进行了分析，结果显示，实验观察到的68Zn核第1个带交叉来自1对1g9/2中子的顺排，1g9/2质子对的顺排将发生在更高的转动频率处。TRS计算的偶-偶Zn核基态形变随中子的演化显示了N=40次闭壳的存在。

关键词：高自旋 Zn 熔合蒸发反应在束伽马谱学壳结构形变

行星科学课程体系中“地球科学概论”教学实践与思考

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中国地质教育 2024年第3期 83-86页

作者：付晓辉陈剑张江凌宗成武中臣李勃乔乐山东大学空间科学与物理学院空间科学研究院山东省光学天文与日地空间环境重点实验室

进入21世纪后，我国在月球与深空探测领域取得了长足发展，已成为一个快速崛起的深空探测大国，而我国行星科学学科建设相对滞后。山东大学是国内较早开展行星科学本科教学的高校之一，已经建立起较为完善的课程体系。“地球科学概论”... 详细信息

进入21世纪后，我国在月球与深空探测领域取得了长足发展，已成为一个快速崛起的深空探测大国，而我国行星科学学科建设相对滞后。山东大学是国内较早开展行星科学本科教学的高校之一，已经建立起较为完善的课程体系。“地球科学概论”作为首门专业课程，已经进行了6年的课程建设和教学实践。本文介绍了该课程在整个行星科学课程体系中的定位和意义，详细阐述了课程教学内容设置，总结和分析了目前教学中存在的一些问题并提出针对性调整建议。本文为其他高校建设行星科学学科提供借鉴和参考。

关键词：地球科学概论行星科学课程体系教学实践

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火星表面硫酸盐探测与研究进展

空间科学与试验学报 2024年第1期1卷 40-53页

作者：凌宗成鞠恩明山东大学空间科学与物理学院威海264209 山东大学空间科学研究院威海264209 山东省光学天文与日地空间环境重点实验室威海264209

作为太阳系类地行星中与地球最为类似的一颗行星,火星是人类深空探测的重要目标,也是未来太空移民的主要候选星球。火星探测至今已有60多年的历史,到目前共有47次探测任务对火星开展探测并取得了一系列重要科学发现。硫酸盐作为火星表... 详细信息

作为太阳系类地行星中与地球最为类似的一颗行星,火星是人类深空探测的重要目标,也是未来太空移民的主要候选星球。火星探测至今已有60多年的历史,到目前共有47次探测任务对火星开展探测并取得了一系列重要科学发现。硫酸盐作为火星表面水蚀变/水岩作用重要的产物,对其展开研究可以深入了解火星水演化历史和气候变化特征,助力评估地表环境宜居性和生命痕迹的可能性等重大科学问题。本文主要回顾了火星硫酸盐的轨道遥感与就位探测研究进展,探讨了硫酸盐模拟实验研究的科学意义以及硫酸盐对未来火星资源利用的重要价值,以期为未来火星探测任务和火星科研站建设提供有益参考。

关键词：火星硫酸盐地质演化模拟实验资源利用

基于多源遥感数据的月海智海盆地特征分析及演化模式研究

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中国地质 2024年

作者：金铭丁孝忠韩坤英陈剑刘敬稳庞健峰王颖刘力维山东大学空间科学研究学院山东省光学天文与日地空间环境重点实验室中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心中国地质调查局全国地质编图研究中心中国地质科学院研究生院中国地质科学院地质研究所

【研究目的】月海撞击盆地是月表最重要的地质单元之一，其地质演化特征受内、外动力地质作用的综合影响。古老的智海盆地位于月球背面南极-艾肯（South Pole-Aitken， SPA）盆地内的西北部边界位置，这一特殊的地理位置使得其对于认识... 详细信息

【研究目的】月海撞击盆地是月表最重要的地质单元之一，其地质演化特征受内、外动力地质作用的综合影响。古老的智海盆地位于月球背面南极-艾肯（South Pole-Aitken， SPA）盆地内的西北部边界位置，这一特殊的地理位置使得其对于认识月球结构与成分、内外动力地质作用演化过程具有重要意义。【研究方法】本文从可见光影像、月壤成熟度、地形、坡度、粗糙度等表面特征，布格重力异常、月壳厚度等深部特征以及元素、矿物丰度等物质特征多个维度对智海盆地进行综合解析。【研究结果】智海盆地区域具有极不对称性，其内部地形呈西北高东南低的特征，发育奇特的漩涡月貌，除漩涡与陡峭的盆壁及撞击坑壁区域外普遍具有较高的月壤成熟度。形成智海盆地的巨大撞击作用引起高密度月幔岩石圈隆起，导致盆地中央表现重力正异常，对应的月壳厚度也最薄。月壳厚度与布格重力异常之间具有线性反比关系，相关系数r为-0.94。盆地内部月海玄武岩充填区相比邻区具有高铁、高钛特征，智海以外区域的物质成分特征普遍与撞击靶区相近。在对智海盆地表面特征、深部特征及物质成分等多个维度特征进行解析的基础上，完成智海盆地区域地质演化模式分析。【结论】本文以SPA盆地内的智海盆地为例，以点带面对月球一些关键科学问题进行探讨，为理解SPA盆地以及月球形成演化提供一些参考。

关键词：智海盆地月表特征深部特征物质成分地质演化地质调查工程

天语计划——寻找第二个太阳系及探索动态宇宙（英文）

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天文学报 2024年第4期 3-45页

作者：冯发波芮易成杜芝茂林清张聪聪周丹崔开明 OGIHARA Masahiro 杨明林杰蔡永志杨涛只庞晓莹简明杰李文雄郭恒潇史弦史建春李荐扬郭康柔姚嵩陈啊明贾鹏谭先瑜 JENKINS S.James 蒋宏轩张铭缘李可欣肖光耀郑书玥宣一帆郑捷何敏 JONES R.A.Hugh 宋翠英上海交通大学李政道研究所上海交通大学物理与天文学院上海天文馆(上海科技馆分馆) 中国科学院上海天文台同济大学测绘与地理信息学院中国科学院星系宇宙学重点实验室(中国科学技术大学) 中国科学技术大学天文与空间科学学院中国科学院云南天文台中国科学院天体结构与演化重点实验室国际超新星中心-云南省国际超新星研究重点实验室西安交通大学物理学院西交利物浦大学物理系上海师范大学上海市星系与宇宙学半解析研究重点实验室 Department of Astronomy Stockholm University 中国科学院国家天文台中山大学大气科学学院太原理工大学电子信息与光学工程学院 Instituto de Estudios Astrofísicos Facultad de Ingeniería y CienciasUniversidad Diego Portales Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines(CATA) 山东大学空间与物理学院山东省光学天文与日地空间环境重点实验室中国科学院国家天文台中国科学院天文光学技术重点实验室 Centre for Astrophysics Research University of Hertfordshire 清华大学天体物理研究中心

像木星和土星这样的冷巨行星对类地行星的形成和宜居性起到了关键作用,因此,对像太阳系这样具有多个冷巨行星的系统的搜寻具有重要意义.Kepler以及TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)太空望远镜成功地通过凌星的方法发现了... 详细信息

像木星和土星这样的冷巨行星对类地行星的形成和宜居性起到了关键作用,因此,对像太阳系这样具有多个冷巨行星的系统的搜寻具有重要意义.Kepler以及TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)太空望远镜成功地通过凌星的方法发现了大量短周期行星,然而这些巡天项目的观测基线不足以发现更长周期的行星.为此,天语计划将部署两台1m望远镜(天语一号和天语二号),用于结合天语和其他计划的数据通过凌星法来发现冷巨行星及其他行星,并最终发现类太阳系.天语一号具有约10平方度的视场以及高速CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor)科学相机,将对超过1000万颗恒星每小时进行一次高精度测光采样,并通过天语二号的多波段测光、光谱仪以及高分辨率成像对天语一号发现的候选行星进行确认.天语望远镜将放置于海拔约4000m的中国青海冷湖,是目前中国境内最好观测台址之一.天语对亮于14等星的测光精度为0.1%,对亮于18等星的测光精度优于1%,天语预计在5yr内将在类太阳周期发现超过300颗凌星行星,其中包括约17颗冷巨行星.基于系统轨道共面以及孪生地球发生率为10%的假设,天语预计将发现1-2个类太阳系,并可被未来的地球2.0计划所证实.此外,天语还将通过多种巡天观测模式测量从亚秒到周时标的光变,探测不同时标的时域现象,包括超新星早期光变、稀有变星和双星、潮汐瓦解事件、Be星、彗星活动以及系外小行星等.这些发现不仅将深化我们对宇宙的理解,还将为公众科学和科普提供重要平台.

关键词：技术:测光行星与卫星:探测行星与卫星:形成恒星:超新星:普通恒星:变星:普通小行星:普通恒星:伽马射线暴:普通

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嘉当韦尔基下的非阿贝尔手征动理学方程

物理学报 2023年第11期72卷 73-81页

作者：罗晓丽高建华山东大学空间科学与物理学院山东省光学天文与日地空间环境重点实验室威海264209

非阿贝尔规范场是构成标准模型的基本单元,非阿贝尔手征动理学理论是描述标准模型在非平衡体系下手征费米子输运的重要理论工具.在前期工作中,我们将非阿贝尔手征动理学方程分解为色空间中的色单态和色多重态等不可约表示形式,这种分解... 详细信息

非阿贝尔规范场是构成标准模型的基本单元,非阿贝尔手征动理学理论是描述标准模型在非平衡体系下手征费米子输运的重要理论工具.在前期工作中,我们将非阿贝尔手征动理学方程分解为色空间中的色单态和色多重态等不可约表示形式,这种分解方式可以让手征动理学方程在色空间的规范变换下具有更简单的变换性质.然而,这种分解方式在微观描述色自由度的输运方面可能并不直观和方便.为了描述色自由度具体输运和演化过程,本文把前期得到的非阿贝尔手征动理学方程在嘉当韦尔基下进行展开.本文中通过协变梯度展开的方法将非阿贝尔手征动理学方程展开到1阶,在嘉当韦尔基下将规范场进行展开,分布函数分解为对角元素部分和非对角元素部分.结果显示0阶非对角元素分布函数可以诱导出1阶对角元素分布函数贡献,0阶对角元素分布函数也可以诱导出1阶非对角元素分布函数的贡献.非对角元素分布函数之间以及非对角元素与对角元素之间一般都是耦合在一起,但当规范场只存在对角元素时,非对角元素与对角元素解耦.

关键词：非阿贝尔场维格纳函数手征动理学方程

天语计划——寻找第二个太阳系及探索动态宇宙

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天文学报 2024年第4期65卷 1-43页

作者：冯发波芮易成杜芝茂林清张聪聪周丹崔开明 OGIHARA Masahiro 杨明林杰蔡永志杨涛只庞晓莹简明杰李文雄郭恒潇史弦史建春李荐扬郭康柔姚嵩陈啊明贾鹏谭先瑜 JENKINS S.James 蒋宏轩张铭缘李可欣肖光耀郑书玥宣一帆郑捷何敏 JONES R.A.Hugh 宋翠英上海交通大学李政道研究所上海201210 上海交通大学物理与天文学院上海200240 上海天文馆(上海科技馆分馆) 上海200127 中国科学院上海天文台上海200030 同济大学测绘与地理信息学院上海200092 中国科学院星系宇宙学重点实验室(中国科学技术大学) 合肥230026 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 中国科学院云南天文台昆明650216 中国科学院天体结构与演化重点实验室昆明650216 国际超新星中心-云南省国际超新星研究重点实验室昆明650216 西安交通大学物理学院西安710049 西交利物浦大学物理系苏州215123 上海师范大学上海市星系与宇宙学半解析研究重点实验室上海200234 Department of Astronomy Stockholm University Stockholm11421 中国科学院国家天文台北京100101 中山大学大气科学学院珠海519082 太原理工大学电子信息与光学工程学院太原030024 Instituto de Estudios Astrofısicos Facultad de Ingenierıa y CienciasUniversidad Diego Portales Santiago8170641 Centro de Astrof´ısica y Tecnologıas Afines(CATA)Santiago 8480000 山东大学空间与物理学院山东省光学天文与日地空间环境重点实验室威海264209 中国科学院国家天文台中国科学院天文光学技术重点实验室北京100101 Centre for Astrophysics Research University of Hertfordshire HertfordshireAL109AB 清华大学天体物理研究中心北京100084

关键词：技术:测光行星与卫星:探测行星与卫星:形成恒星:超新星:普通恒星:变星:普通小行星:普通恒星:伽马射线暴:普通