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一、设立宗旨

中科院空间科学卫星科学研究联合基金项目指南

记者从中国科学院了解到,5月23日下午,国家自然科学基金委-中国科学院空间科学卫星科学研究联合基金合作协议在京签署。该协议旨在进一步加强中科院和基金委的合作,共同支持全国范围的科研队伍,充分利用中科院空间先导专项支持的首批4颗空间科学卫星平台,即暗物质粒子探测卫星、实践十号返回式科学实验卫星、量子科学实验卫星和硬X射线调制望远镜卫星,开展前沿领域和综合交叉领域研究,以最大程度发挥空间科学卫星的效能,促进原始创新成果的产出。

空间科学卫星科学研究联合基金由国家自然科学基金委员会与中国科学院共同出资设立,旨在发挥国家自然科学基金的导向和协调作用,吸引和调动全国高等院校、科研机构的研究力量,充分利用中国科学院研制的空间科学卫星平台开展前沿领域和综合交叉领域研究,开拓新的研究方向,发挥空间科学卫星的效能,促进开放和交流,提升我国基础科学自主创新能力,培养空间科学卫星科学研究人才,促进空间科学科研成果的产出。

国家自然科学基金委员会-中国科学院空间科学卫星科学研究联合基金2017年度项目指南

中国科学院院长、党组书记白春礼和国家自然科学基金委主任杨卫出席会议并讲话,中国科学院副院长丁仲礼和国家自然科学基金委副主任高瑞平分别代表中国科学院和国家自然科学基金委签署了合作协议。

二、实施原则

空间科学卫星科学研究联合基金由国家自然科学基金委员会与中国科学院共同出资设立,旨在发挥国家自然科学基金的导向和协调作用,吸引和调动全国高等院校、科研机构的研究力量,充分利用中国科学院研制的空间科学卫星平台开展前沿领域和综合交叉领域研究,开拓新的研究方向,发挥空间科学卫星的效能,促进开放和交流,提升我国基础科学自主创新能力,培养空间科学卫星科学研究人才,促进空间科学科研成果的产出。

中国科学院院长、党组书记白春礼说,基金委是中国基础研究和科学前沿的主要资助渠道之一,中科院非常重视和基金委的合作,双方在学科发展、人才培养、推动科技发展等方面的合作硕果累累,尤其是已运行多年的“大科学装置联合基金”和“天文联合基金”,是双方合作的成功范例。空间科学卫星联合基金的设立非常及时,是中科院和基金委加强合作的又一重要举措,拓展了双方合作的深度和广度,成为双方合作的新的里程碑。

空间科学卫星科学研究联合基金是国家自然科学基金的组成部分,其申请、评审、管理和资金使用按照《国家自然科学基金条例》、《国家自然科学基金联合基金项目管理办法》和《国家自然科学基金资助项目资金管理办法》等有关规定执行。

空间科学卫星科学研究联合基金是国家自然科学基金的组成部分,其申请、评审、管理和资金使用按照《国家自然科学基金条例》、《国家自然科学基金联合基金项目管理办法》和《国家自然科学基金资助项目资金管理办法》等有关规定执行。

他希望,希望空间科学卫星联合基金科学地、高标准地选题,支持瞄准国际科技前沿的高水平研究,着力加强学科交叉与联合攻关,加强开放共享,吸引和培养人才队伍,促进重大原始创新成果的产出,为探索宇宙、认识自然等前沿交叉研究开辟新的天地。

三、2017年度资助计划、资助领域和研究方向

三、2017年度资助计划、资助领域和研究方向

国家自然科学基金委主任杨卫表示,中科院一直是承担科学基金项目的一支主力军,与基金委有着全面和深度的合作。双方设立的两个联合基金执行以来,提高了中科院所属观测和实验设备的利用率,培养了一大批高水平的科研人才,推动了国内科研人员利用中科院承建的国家大科学装置研究平台开展学科前沿研究、多学科和综合交叉领域研究,在物理、天文、材料、生物和医学等领域取得了一系列重要进展,促进了重大成果的产出。

实践十号返回式科学实验卫星(申请代码1:A02)

实践十号返回式科学实验卫星(申请代码1:A02)

杨卫指出,继“大科学装置科学研究联合基金”和“天文联合基金”之后,双方基于中科院所属的空间观测和实验设备再次签署联合协议。希望通过双方共同努力,吸引和汇聚全国相关领域优秀科研人才,利用中科院的四颗空间科学卫星开展前沿科学问题和关键技术问题研究,推动我国在相关领域取得更多更好的原创性科研成果,加快中国成为世界科学中心的步伐。

2017年度空间科学卫星科学研究联合基金(实践十号返回式科学实验卫星)对以下六个研究领域的24个研究方向进行资助,拟资助培育项目24项左右,直接费用平均资助强度约为140万元/项,资助期限为3年,研究期限应填写“2018年1月1日-2020年12月31日”。资助的研究领域和研究方向如下:

2017年度空间科学卫星科学研究联合基金(实践十号返回式科学实验卫星)对以下六个研究领域的24个研究方向进行资助,拟资助培育项目24项左右,直接费用平均资助强度约为140万元/项,资助期限为3年,研究期限应填写“2018年1月1日-2020年12月31日”。资助的研究领域和研究方向如下:

空间科学卫星科学研究联合基金首批将投入经费1.6亿元,由中国科学院与国家自然科学基金委员会各出资二分之一,执行期为2017年~2020年。该联合基金将面向全国,主要依托来中科院空间科学先导专项支持的首批四颗空间科学卫星—暗物质粒子探测卫星、实践十号返回式科学实验卫星、量子科学实验卫星、硬X射线调制望远镜卫星,开展暗物质粒子探测、微重力科学和空间生命科学实验、星地量子通信实验、黑洞和中子星等致密天体观测等前沿与交叉科学研究。该联合基金按照国家自然科学基金管理模式运行,中科院和基金委共同成立由双方主要领导参加的管委会,负责联合基金的统筹实施。项目的经费使用与管理按照《国家自然科学基金资助项目资金管理办法》执行。

1.微重力流体物理

与地面常重力情况相比,微重力环境中的对流、扩散、相变、聚集等流体基本运动规律表现出极大的差异,并有许多地面环境中无法得到的新体系、新机制、新现象,引起人们需要对流体运动机理的再认识,并在宇航工程以及地面热能机械、采油等应用中发挥指导性的作用。微重力流体物理主要资助以下方向的科学研究项目:

附:四颗空间科学卫星简介

与地面常重力情况相比,微重力环境中的对流、扩散、相变、聚集等流体基本运动规律表现出极大的差异,并有许多地面环境中无法得到的新体系、新机制、新现象,引起人们需要对流体运动机理的再认识,并在宇航工程以及地面热能机械、采油等应用中发挥指导性的作用。微重力流体物理主要资助以下方向的科学研究项目:

开展蒸发与流体界面效应研究,揭示蒸发效应与表面张力驱动对流的相互作用机制,建立界面流体动力学与传热理论模型。

1、暗物质粒子探测卫星“悟空”:于2015年12月17日在酒泉卫星发射中心成功发射,是我国首颗天文卫星。该卫星对于伽马射线和电子宇宙射线的测量具有很高的能量分辨本领,并且具备TeV及以上能区的探测能力,适合寻找一些精细的能谱结构;其较大的有效探测面积也有助于宇宙线物理和伽马射线天文研究。

开展蒸发与流体界面效应研究,揭示蒸发效应与表面张力驱动对流的相互作用机制,建立界面流体动力学与传热理论模型。

开展微重力沸腾过程中的气泡动力学特征研究,揭示气泡热动力学与局部热量传输间的耦合作用及其对传热性能的影响机制,理解沸腾传热内在机理。

2、实践十号科学实验卫星:于2016年4月6日在酒泉卫星发射中心成功发射。该卫星可以进行多项物质运动规律和生命活动规律的科学及技术实验研究,揭示在地面上因重力存在而被掩盖的物质运动规律和生命活动规律,以及认识在地面上无法模拟的空间复杂辐射环境对生物体的作用机理。

开展微重力沸腾过程中的气泡动力学特征研究,揭示气泡热动力学与局部热量传输间的耦合作用及其对传热性能的影响机制,理解沸腾传热内在机理。

开展热毛细对流表面波研究,分析体系失稳临界条件以及随体积比的变化规律。

3、量子科学实验卫星“墨子号”:是由我国完全自主研制的世界上第一颗空间量子科学实验卫星,于2016年8月16日在酒泉卫星发射基地发射升空。该卫星突破了包括高精度自动指向、跟踪和瞄准,空间单光子探测,以及高亮度空间量子纠缠光源等多项国际领先的关键技术,可用以进行空间尺度量子科学实验的相关研究。

开展热毛细对流表面波研究,分析体系失稳临界条件以及随体积比的变化规律。

开展微重力条件下石油组分热扩散特性的研究,获得多种组分的Soret系数的精确数据。

4、硬X射线调制望远镜卫星:是我国自主研制的第一颗X射线天文卫星,将于近期在酒泉卫星发射基地发射。HXMT将会进行银河系X射线扫描观测,在国际上首次系统性地获得银河系内高能天体活动的动态图景,发现大量新的天体和天体活动新现象;HXMT具有独特的观测X射线双星多波段X射线快速光变的能力,预期可以在黑洞和中子星双星的研究中获得大面积新成果;HXMT将在硬X射线和软伽玛射线能段监测伽玛射线暴,其接收面积十倍于目前国际上最好的设备,从而大幅提高在该能区探测伽马射线暴、搜索引力波电磁对应体的灵敏度。

开展微重力条件下石油组分热扩散特性的研究,获得多种组分的Soret系数的精确数据。

开展颗粒流体气液相分离研究,系统地研究颗粒物质团簇形成条件、弛豫冷却过程,建立完善理论模型。

开展颗粒流体气液相分离研究,系统地研究颗粒物质团簇形成条件、弛豫冷却过程,建立完善理论模型。

开展胶体有序排列及新型材料研究,研究粒子排列和自组装机制。

开展胶体有序排列及新型材料研究,研究粒子排列和自组装机制。

微重力环境中,材料着火与地面情况差别巨大,其规律性认识以及理论模型的建立有待提高和完善,特别是飞行器舱内着火是载人航天器直接面临的严峻问题,需要逐步建立我国航天器用非金属材料防火特性的评价方法。微重力下煤燃烧实验,可揭示重力及自然对流影响范围和影响幅度,建立更准确的煤燃烧理论和模型,为我国燃煤设备的设计和运行提供理论基础。微重力燃烧主要资助以下方向的科学研究项目:

2.微重力燃烧科学

开展微重力下导线绝缘层着火早期烟的析出和烟气分布规律研究,获得长时间微重力环境下过载电流大小、绝缘层厚度等因素对导线着火先期征兆的影响规律。

微重力环境中,材料着火与地面情况差别巨大,其规律性认识以及理论模型的建立有待提高和完善,特别是飞行器舱内着火是载人航天器直接面临的严峻问题,需要逐步建立我国航天器用非金属材料防火特性的评价方法。微重力下煤燃烧实验,可揭示重力及自然对流影响范围和影响幅度,建立更准确的煤燃烧理论和模型,为我国燃煤设备的设计和运行提供理论基础。微重力燃烧主要资助以下方向的科学研究项目:

开展非金属材料的燃烧特性研究,获得热厚材料在微重力条件下的燃烧规律及火焰特性。

开展微重力下导线绝缘层着火早期烟的析出和烟气分布规律研究,获得长时间微重力环境下过载电流大小、绝缘层厚度等因素对导线着火先期征兆的影响规律。

开展微重力下煤颗粒燃烧及其污染物生成特性研究,获得微重力下我国典型煤种煤粒燃烧的重要基础参数。

开展非金属材料的燃烧特性研究,获得热厚材料在微重力条件下的燃烧规律及火焰特性。

开展微重力下煤粉燃烧及其污染物生成特性研究,揭示煤在微重力条件下燃烧的基本现象,认识煤燃烧基本特性和机理。

开展微重力下煤颗粒燃烧及其污染物生成特性研究,获得微重力下我国典型煤种煤粒燃烧的重要基础参数。

通过微重力环境抑制溶质对流,可获得地面重力场中难以生长的高质量材料,同时可探明地面重力效应掩盖的影响材料质量和性能的次级效应。通过在多功能炉中的空间材料实验,可攻克在地面条件下材料制备中无法解决的难题,获得在地面无法得到的高性能优质材料,开发新的材料制备工艺。通过天地对比研究,可揭示材料制备过程中的微观机理和组分、结构与性能之间的内在关联,发现新的科学现象,丰富和发展材料科学理论,指导地面的材料制备和生产工艺。空间熔体材料生长主要资助以下方向的科学研究项目:

开展微重力下煤粉燃烧及其污染物生成特性研究,揭示煤在微重力条件下燃烧的基本现象,认识煤燃烧基本特性和机理。

研究微重力环境下InAsSb晶体的生长规律,阐明三元半导体合金材料的缺陷形成机制、带隙与组分的关系及其光电特性。

3.空间熔体材料生长

开展微重力条件下锡基合金及高温熔体的润湿特性与界面行为研究,揭示锡基合金微观结构的规律。

通过微重力环境抑制溶质对流,可获得地面重力场中难以生长的高质量材料,同时可探明地面重力效应掩盖的影响材料质量和性能的次级效应。通过在多功能炉中的空间材料实验,可攻克在地面条件下材料制备中无法解决的难题,获得在地面无法得到的高性能优质材料,开发新的材料制备工艺。通过天地对比研究,可揭示材料制备过程中的微观机理和组分、结构与性能之间的内在关联,发现新的科学现象,丰富和发展材料科学理论,指导地面的材料制备和生产工艺。空间熔体材料生长主要资助以下方向的科学研究项目:

开展碲化铋基热电半导体及复合材料空间微重力生长与性能研究,揭示热电材料微观结构变化与材料热电协同输运关联性的规律,获得组分均匀的高质量热电材料。

研究微重力环境下InAsSb晶体的生长规律,阐明三元半导体合金材料的缺陷形成机制、带隙与组分的关系及其光电特性。

开展InxGa1-xSb三元半导体晶体的研究,探索重力效应对晶体完整性和组分分布的影响。

开展微重力条件下锡基合金及高温熔体的润湿特性与界面行为研究,揭示锡基合金微观结构的规律。

空间辐射生物学是空间生命科学研究的重要问题。空间辐射远高于地面环境辐射水平,是空间活动的重要有害因子。空间辐射具有组成种类复杂且与其它空间因素相互作用的特点,其有害效应和作用机理亟待阐明。同时辐射具有累积效应,是长期在空间工作和长程空间旅行的关键限制因素。揭示空间辐射效应和发现空间辐射敏感标志分子对于飞行器辐射防护设计和辐射效应管控至关重要。辐射生物学主要资助以下方向的科学研究项目:

开展碲化铋基热电半导体及复合材料空间微重力生长与性能研究,揭示热电材料微观结构变化与材料热电协同输运关联性的规律,获得组分均匀的高质量热电材料。

以水稻、拟南芥以及线虫为实验材料,研究空间辐射环境引致基因组不稳定的生物学效应机制。

开展InxGa1-xSb三元半导体晶体的研究,探索重力效应对晶体完整性和组分分布的影响。

以家蚕为实验材料,研究空间环境对其胚胎发育的影响和变异的机理。

4.辐射生物学

利用野生型和辐射敏感的动物细胞及果蝇,研究空间辐射对基因组的作用和遗传效应。

空间辐射生物学是空间生命科学研究的重要问题。空间辐射远高于地面环境辐射水平,是空间活动的重要有害因子。空间辐射具有组成种类复杂且与其它空间因素相互作用的特点,其有害效应和作用机理亟待阐明。同时辐射具有累积效应,是长期在空间工作和长程空间旅行的关键限制因素。揭示空间辐射效应和发现空间辐射敏感标志分子对于飞行器辐射防护设计和辐射效应管控至关重要。辐射生物学主要资助以下方向的科学研究项目:

重力生物学是国际空间生命科学研究的重要领域,是直接伴随人类飞向太空遭遇空间微重力环境后需要进一步深入研究的课题。通过微重力环境中的实验,在细胞、组织和个体等不同层次上认识和重力相关的生物学过程及重力所起的作用,并能以调节不同的重力水平为手段来研究生命活动,由此获得对地球陆生生物形态、结构和生理功能更深刻的理解和认识。上述研究成果将尽可能转化为地面的实际应用,并为长期的太空探索和开发提供保护措施,为构建再生受控生命支持系统奠定基础。重力生物学主要资助以下方向的科学研究项目:

以水稻、拟南芥以及线虫为实验材料,研究空间辐射环境引致基因组不稳定的生物学效应机制。

以长日植物拟南芥与短日植物水稻为实验材料,研究空间微重力条件下光周期诱导高等植物开花的分子机理。

以家蚕为实验材料,研究空间环境对其胚胎发育的影响和变异的机理。

围绕微重力影响植物细胞壁这一科学问题,开展微重力植物生物学效应及其微重力信号转导研究。

利用野生型和辐射敏感的动物细胞及果蝇,研究空间辐射对基因组的作用和遗传效应。

利用可定量控制细胞培养物质传输过程与条件的多腔室空间生物反应器系统,研究微重力下细胞间相互作用的物质输运规律。

5.重力生物学

国家自然科学基金委员会员会必赢官网。干细胞和胚胎发育是生命科学的前沿研究领域,是生物技术创新的重要基础。如何将干细胞和胚胎发育这类具有重要开发和应用前景的基础研究引入空间科学研究,以探讨空间环境对干细胞增殖、分化和人工组织构建的影响及其调控机制,对于将空间科学研究成果和关键技术造福于人类健康具有重要意义。关于空间胚胎发育的研究,有望为人类拓展疆域,星际移民提供生命能否繁衍的信息和基础数据,为地面生命科学研究提供新技术、新思路和新方法。生物技术主要资助以下方向的科学研究项目:

重力生物学是国际空间生命科学研究的重要领域,是直接伴随人类飞向太空遭遇空间微重力环境后需要进一步深入研究的课题。通过微重力环境中的实验,在细胞、组织和个体等不同层次上认识和重力相关的生物学过程及重力所起的作用,并能以调节不同的重力水平为手段来研究生命活动,由此获得对地球陆生生物形态、结构和生理功能更深刻的理解和认识。上述研究成果将尽可能转化为地面的实际应用,并为长期的太空探索和开发提供保护措施,为构建再生受控生命支持系统奠定基础。重力生物学主要资助以下方向的科学研究项目:

以神经干细胞为研究对象,开展微重力条件下神经干细胞三维培养与组织构建研究。

以长日植物拟南芥与短日植物水稻为实验材料,研究空间微重力条件下光周期诱导高等植物开花的分子机理。

以造血干细胞为研究对象,开展微重力条件下造血干细胞三维培养与组织构建研究。

围绕微重力影响植物细胞壁这一科学问题,开展微重力植物生物学效应及其微重力信号转导研究。

利用空间干细胞培养盒,开展微重力条件下骨髓间充质干细胞的骨细胞定向分化效应及其分子机制研究。

利用可定量控制细胞培养物质传输过程与条件的多腔室空间生物反应器系统,研究微重力下细胞间相互作用的物质输运规律。

以小鼠2-细胞期胚胎为研究对象,探讨微重力环境对哺乳动物早期胚胎发育的影响及其机理。

6.生物技术

暗物质粒子探测卫星(申请代码1:A03)

干细胞和胚胎发育是生命科学的前沿研究领域,是生物技术创新的重要基础。如何将干细胞和胚胎发育这类具有重要开发和应用前景的基础研究引入空间科学研究,以探讨空间环境对干细胞增殖、分化和人工组织构建的影响及其调控机制,对于将空间科学研究成果和关键技术造福于人类健康具有重要意义。关于空间胚胎发育的研究,有望为人类拓展疆域,星际移民提供生命能否繁衍的信息和基础数据,为地面生命科学研究提供新技术、新思路和新方法。生物技术主要资助以下方向的科学研究项目:

2017年度空间科学卫星科学研究联合基金(暗物质粒子探测卫星)对两个研究领域的7个研究方向进行资助,拟资助“重点支持项目”7项,直接费用平均资助强度约为350万元/项,资助期限为4年,研究期限应填写“2018年1月1日-2021年12月31日”;拟资助培育项目15项左右,直接费用平均资助强度约为60万元/项,资助期限为3年,研究期限应填写“2018年1月1日-2020年12月31日”。资助的研究领域和研究方向如下:

以神经干细胞为研究对象,开展微重力条件下神经干细胞三维培养与组织构建研究。

1.卫星数据处理方法及暗物质科学研究

以造血干细胞为研究对象,开展微重力条件下造血干细胞三维培养与组织构建研究。

科学目标:对高能粒子在探测器中发生的簇射过程进行合理重建,得到入射粒子的准确原初信息。

利用空间干细胞培养盒,开展微重力条件下骨髓间充质干细胞的骨细胞定向分化效应及其分子机制研究。

研究内容:物理事例重建算法及在轨模拟软件的优化;TeV以上能区的粒子鉴别方法优化;空间探测器的绝对能量定标方法优化。

以小鼠2-细胞期胚胎为研究对象,探讨微重力环境对哺乳动物早期胚胎发育的影响及其机理。

高精度能量测量方法研究

暗物质粒子探测卫星(申请代码1:A03)

科学目标:提高能量测量精度,确保粒子鉴别和能谱测量的准确性。

2017年度空间科学卫星科学研究联合基金(暗物质粒子探测卫星)对两个研究领域的7个研究方向进行资助,拟资助“重点支持项目”7项,直接费用平均资助强度约为350万元/项,资助期限为4年,研究期限应填写“2018年1月1日-2021年12月31日”;拟资助培育项目15项左右,直接费用平均资助强度约为60万元/项,资助期限为3年,研究期限应填写“2018年1月1日-2020年12月31日”。资助的研究领域和研究方向如下:

研究内容:BGO量能器的能量精确测量方法;BGO量能器灵敏单元荧光饱和特性分析。

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