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World File Search System类地行星
2018 年至 2020 年瑞士太空研究
ISSI 是 Europlanet 2020 研究基础设施 (RI) 项目的一部分。Europlanet 2020 RI 通过开放访问欧洲研究区内最先进的研究数据、模型和设施，解决了现代行星科学面临的关键科学和技术挑战。因此，ISSI 组织了 3 场研讨会：i)“样品返回在解决行星科学重大悬而未决问题中的作用”（2018 年 2 月）、ii)“从同位素和元素测量中解读类地行星演化”（2018 年 10 月）和 iii)“从同位素和元素测量中解读类地行星演化”（2018 年 11 月）以及“太阳系 - 系外行星科学协同作用”论坛（2019 年 2 月）。研讨会产生的同行评审论文将持续发表在相应的空间科学评论专题合集中。
革命性地进入火星表面：一项战略
索耶纳号首次在阿瑞斯山谷着陆 24 年后，我们即将迎来火星表面探索的新时代。自 2004 年以来，我们一直有机器人探测器在火星表面持续存在，目前有超过六艘轨道航天器在运行。我们从轨道上以米/像素的尺度对整个火星表面进行了成像，并发现了数千个保存着从太阳系形成到现在曾经适宜居住的世界记录的地点。火星的岩石和冰记录是独一无二的历史档案，也是太阳系中研究宜居类地行星长期演化的最佳地点。火星在全球文化中也一直占据着独特的地位，它是太阳系中人类可以探索的唯一其他行星（图 ES.1）。
SISPO：用于近距离操作的空间成像模拟器
本文介绍了一种新开发的基于物理的成像模拟器环境 SISPO 的架构和功能，该环境专为小型太阳系天体飞越和类地行星表面任务模拟而开发。该图像模拟器利用开源 3-D 可视化系统 Blender 及其 Cycles 渲染引擎，支持基于物理的渲染功能和程序微多边形位移纹理生成。该模拟器专注于逼真的表面渲染，并具有补充模型，可为彗星和活跃小行星生成逼真的尘埃和气体环境光学模型。该框架还包括用于模拟最常见图像像差的工具，例如切向和矢状散光、内部和外部彗形像差以及简单的几何畸变。该模型框架的主要目标是通过更好地模拟成像仪器性能表征、协助任务规划和开发计算机视觉算法来支持小型太空任务设计。 SISPO 允许模拟轨迹、光线参数和相机的固有参数。
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜日冕仪 (CGI) 技术演示
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜上的日冕仪 (CGI) 将通过直接成像木星大小的行星和碎片盘，展示从太空进行可见光系外行星成像和光谱分析所需的高对比度技术。这次太空体验是朝着未来更大规模任务迈出的关键一步，这些任务的目标是直接成像附近恒星宜居带中的类地行星。本文概述了当前的仪器设计和要求，重点介绍了正在演示的关键硬件、算法和操作。我们还介绍了由这些功能实现的几个系外行星和恒星周围盘科学案例。一个通过竞争选拔的社区参与计划团队将成为技术演示的一个组成部分，如果仪器性能允许，他们可以在初始技术演示之外进行额外的 CGI 观测。
鲸类和灵长类动物的大脑进化对高度
摘要 有一些恒星和类地行星被认为年龄超过 100 亿年。在这个星系中，“水世界”和包含咸水海洋的卫星可能很常见。鲸类和灵长类动物的进化可能为其他星球上智慧生命如何进化提供一些线索。最聪明的灵长类动物——智人，其平均脑重（~1350 克）比其他灵长类动物大得多，但比许多鲸类动物的平均脑重小得多，而鲸类动物也被认为非常聪明。本文回顾了导致一小部分灵长类动物而不是脑容量相对较大的鲸类动物（从人类的角度来看）主宰我们的星球的因素，包括语言和工具制造能力。如果在其他星球上，类似鲸类的智慧生物为了适应与地球相似的水生环境而趋同进化，那么它们就不会拥有复杂的工具和技术；而在其他比地球古老得多的星球上，类似灵长类的生物可能已经趋同进化，并且可能早就开发出超越我们自己的技术。
基于小型卫星星座的火星自主导航系统的设计和性能
破译火星极地冰盖的起源和演化，有助于我们更好地了解火星的气候系统，并将成为类地行星比较气候学的一大进步。随着科学界对火星高纬度地区探索的兴趣日益浓厚，以及需要尽量减少着陆器和探测车上的资源，这促使人们需要从轨道上获得足够的导航支持。在 ARES4SC 研究的背景下，我们提出了一个基于星座的新概念，该星座可以支持致力于对这些地区进行科学研究的不同类型用户的自主导航。我们研究了两个星座，它们的主要区别在于半长轴和轨道倾角，由 5 颗小型卫星组成（基于 Argotec 正在开发的 SmallSats 设计），专门覆盖火星极地地区。我们专注于卫星间链路 (ISL) 的架构，这是提供星历表和时间同步以广播导航信息的关键元素。我们的概念基于适当配置的相干链路，这种链路能够抑制星载时钟不稳定性的不利影响，并在星座节点之间提供出色的距离率精度。数据质量使两个星座在一个高度自主的系统下都能获得良好的定位性能。事实上，我们表明，通过采用 ISL 通信架构可以大大减少地面支持。通过主航天器（母航天器），星座节点上的时钟可以定期与地面时间 (TT) 同步，主航天器是星座中唯一能够与地球进行无线电通信的元素。我们报告了不同操作场景中的数值模拟结果，并表明可以使用批量顺序滤波器或具有重叠弧的批量滤波器为星座节点获得非常高质量的轨道重建，这些滤波器可以在母航天器上实施，从而实现高度的导航自主性。利用这一概念来评估可实现的定位精度对于评估未来定位系统覆盖红色星球的可行性至关重要。