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前沿物理与数学转型推动计划 (FoPM) 课程列表
数学科学硕士 数学科学前沿与物理学 I 2 45901-109 数学科学硕士 数学科学前沿与物理学 II 2 45901-110 数学科学硕士 数学科学前沿与物理学 III 2 45901-111 数学科学硕士 数学科学前沿与物理学 IV 2 45901-112 数学科学硕士 数学科学前沿与物理学 V 2 45901-113 数学科学硕士 数学科学前沿与物理学 VI 2 45901-114 数学科学硕士 数学科学前沿与物理学 VII 2 45901-115 数学科学硕士 数学科学前沿与物理学 VIII 2 45901-116数学科学 数学科学与物理学前沿 IX 2 45901-117 数学科学硕士 数学科学与物理学前沿 X 2 45901-118 物理学系，理学硕士 非平衡物理学 2 35603-0073 物理学系，理学硕士 物理学特殊主题 BXX 1 35603-1500 天文学系，理学硕士 理论天体物理学，高级课程 IV 2 35604-0016~20 天文学系，理学硕士 太阳物理学，高级课程 IV 2 35604-0021~25 天文学系，理学硕士 星际物理学，高级课程 IV 2 35604-0041~45 天文学系，理学硕士 恒星物理学，高级课程 IV 2 35604-0036~40 地球与行星科学系，理学硕士 地球物理流体动力学 II 2 35616-0008
Pandya SR 和 Singh H. 纳米技术的飞跃
解码宇宙基因蓝图：得益于纳米孔 [5] 测序技术，在太空深处，甚至 DNA 也能揭示其秘密。牛津纳米孔公司的 MinION 等设备配备了纳米材料，可以实时解码遗传信息。通过利用纳米孔，我们可以揭示生命本身的基因蓝图，帮助我们理解从适应微重力的细菌到潜在的外星生命形式的各种生物。用纳米级帆推动梦想：“突破摄星”是一项富有远见的计划，设想一支由石墨烯（一层碳原子）制成的超薄帆（Starchip）推动的纳米飞行器舰队。当被激光能量击中时，这些帆将开始星际旅行，突破传统推进的极限。未来的宇宙风由纳米级线编织而成，可以带我们飞向星空。打造太空服技术的未来：即使在最恶劣的环境中，纳米技术也能增强我们的保护。加固了纳米涂层的太空服不仅仅是一种服装，更是人类能力的延伸。这些涂层具有自清洁功能，可防止有害紫外线辐射，并具有最佳的热管理功能，可确保宇航员在探索未知领域时安全舒适。收集能量并确保纯度：由压电纳米材料驱动的纳米发电机可从太空的振动和温度变化中捕获能量。这些创新机器为传感器、设备和通信系统提供动力，扩大了我们任务的范围。此外，纳米技术还加入了水净化的探索，采用纳米多孔膜和纳米复合材料来确保每一滴水都可以安全饮用——这是长期任务的必需品。
利用当前和未来的任务在系外行星系统中寻找技术特征
技术特征是指可以通过天文手段探测到的技术的观察表现。之前对技术特征的大多数搜索都集中在对无线电信号的搜索上，但许多现有和未来的观测设施也可能限制某些非无线电技术特征的流行。因此，天文学界的更广泛参与可能会使这项搜索受益，因为对技术特征科学的贡献也可以以负面结果的形式出现，这些结果为信号的存在提供了具有统计意义的定量上限。本文综合了 2020 年 TechnoClimes 研讨会的建议，该研讨会是一项在线活动，旨在制定研究议程，以确定优先次序并指导未来的技术特征理论和观察研究。本文从高层次概述了当前和未来任务在紫外线、光学或红外波长范围内探测系外行星技术特征的用途，特别关注大气技术特征、人工表面改造、光学信标、空间工程和巨型结构以及星际飞行的可探测性。本概述并未得出任何新的定量检测限，但旨在为使用当前和计划中的观测设施提供额外的科学依据，并启发进行此类观测的天文学家考虑他们正在进行的观测与技术特征科学的相关性。本综述还确定了当前和计划中的任务在搜索技术特征方面可能存在的技术差距，这表明在设计未来任务概念时需要考虑技术特征科学案例。
NASA 对重大项目的评估
DraMS 蜻蜓质谱仪 DSL 深空物流 EAP 电动飞机推进系统 EGS 探索地面系统 EIS 木卫二成像系统 EMI 电磁干扰 EPFD 电动动力系统飞行演示 ESA 欧洲航天局 ESM 欧洲服务舱 ESPRIT-RM 欧洲加油、基础设施和电信系统 加油舱 EUS 探索上面级 EVA 舱外活动 GDC 地球空间动力学星座 GERS 网关外部机器人系统 HALO 居住和物流前哨 HLS 载人着陆系统 I-HAB 国际栖息地 ICPS 临时低温推进级 IMAP 星际测绘和加速探测器 ISRO 印度空间研究组织 ISS 国际空间站 IT 电离层-热层 JPL 喷气推进实验室 JWST 詹姆斯·韦伯太空望远镜 KDP 关键决策点 LBFD 低爆飞行演示器 LCRD 激光通信中继演示 MASPEX 行星探索质谱仪 MAV火星上升飞行器 MDR 任务定义审查 ML2 移动发射器 2 MSR 火星样本返回 NASA 美国国家航空航天局 NEO 近地天体 NEOCam NEO 相机 NISAR NASA ISRO – 合成孔径雷达 NPR NASA 程序要求 OCI 海洋颜色仪 OMB 管理和预算办公室 Orion Orion 多用途载人飞船 ORR 作战准备情况审查
通过模拟器和深度学习在深空探索方面取得进展
美国宇航局的星光计划和突破摄星计划概念化了通过定向能驱动的小型相对论航天器进行快速星际旅行。这一过程与传统的太空旅行截然不同，用小型、快速、廉价和易碎的航天器取代大型和缓慢的航天器。这些晶片卫星的主要目标是在深空旅程中收集有用的图像。我们介绍并解决了伴随这一概念的一些主要问题。首先，我们需要一个物体检测系统，可以检测我们从未见过的行星，其中一些行星包含我们可能甚至不知道在宇宙中存在的特征。其次，一旦我们有了系外行星的图像，我们就需要一种方法来拍摄这些图像并按重要性对它们进行排序。设备故障，数据速率很慢，因此我们需要一种方法来确保对人类最重要的图像是优先进行数据传输的图像。最后，机载能量最小，必须节约和谨慎使用。不应错过任何系外行星图像，但错误地使用能量会造成损害。我们引入了基于模拟器的方法，利用人工智能（主要是计算机视觉）来解决这三个问题。我们的结果证实，模拟器提供了极其丰富的训练环境，远超真实图像，可用于训练模型，以研究人类尚未观察到的特征。我们还表明，模拟器提供的沉浸式和适应性环境与深度学习相结合，让我们能够以一种难以置信的方式导航和节省能源。
GAO-20-405，NASA：重大项目评估
背景 3 美国宇航局主要项目组合的成本和进度表现预计将恶化，月球计划面临挑战 10 美国宇航局在展示技术成熟度和设计稳定性方面总体上保持了项目组合的进展 20 美国宇航局正在采取行动，以识别和应对导致收购风险的挑战 27 项目评估 33 制定阶段项目的评估 36 蜻蜓 37 星际测绘和加速探测器 (IMAP) 39 动力和推进元件 (PPE) 41 Restore-L 43 宇宙历史、再电离时代和冰期探测器 (SPHEREx) 的光谱光度计 45 广角红外巡天望远镜 (WFIRST) 47 实施阶段项目的评估 49 商业载人航天计划 (CCP) 51 双小行星重定向测试 (DART) 53 木卫二快船 55 地面探测系统 (EGS) 57 詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 59 Landsat 9 61 激光通信中继演示 (LCRD) 63 低空飞行演示器 (LBFD) 65 露西 67 火星 2020 69 美国国家航空航天局 (NASA) ISRO – 合成孔径雷达 (ISRO) 71 猎户座多用途载人飞船 (Orion) 73 浮游生物、气溶胶、云、海洋生态系统 (PACE) 75 灵神 77 太阳能电力推进 (SEP) 79 太空发射系统 (SLS) 81 太空网络地面段支持 (SGSS) 83 地表水和海洋地形 (SWOT) 85 机构评论 87
向 PCAST 提交的公众书面意见
2000 年，人们在核静止质量数据中发现了中子排斥力，它是一种被忽视的核能来源，将过去 40 年许多令人费解的太空时代观测结果联系在一起，就像拱门上的拱顶石将拼图的其他部分锁在一起一样。太空、气候和核科学界的成员忽视了中子排斥力，就像他们忽视了之前三个关于地球热源的关键发现一样，这三个发现可能避免了最近有关地球气候的所谓科学预测的丑闻：a.) 太阳在超新星爆炸中诞生了太阳系，然后在坍缩的超新星核心上重新形成（图 1）；b.) 在太阳系诞生时，r 过程中产生的过量 136 Xe 是陨石和行星中原始氦的示踪同位素（图 2）；c.) 太阳中的质量分馏（图 3）富集了太阳表面的轻元素和每种元素的轻同位素。以上四项发现共同构成了解释以下原因的框架：1.）能量和中微子不断从富含铁的太阳和类似恒星中涌出；2.）像太阳这样一颗普通的恒星形成于前身恒星富含中子的核心；3.）太阳中中子衰变产生的太阳氢在前往富含氢的表面之前，在前往星际空间的途中，通过聚变产生太阳中微子；4.）随着中子排斥力克服引力吸引力，宇宙碎裂并膨胀，产生剧烈的恒星爆炸或稳定的中子发射，并衰变为氢，最终作为废物离开恒星。
GAO-21-306，NASA：主要项目评估
DrACO 复杂有机物采集钻探 DraMS 蜻蜓质谱仪 DSL 深空物流 EGS 探索地面系统 EIS 欧罗巴成像系统 EPFD 电动动力系统飞行演示 ESA 欧洲航天局 ESM 欧洲服务舱 ESPRIT-RM 欧洲加油、基础设施和电信系统 加油舱 EUS 探索上面级 GERS 网关外部机器人系统 GRNS 伽马射线和中子光谱仪 GSLV 地球同步卫星运载火箭 HALO 居住和物流前哨 HLS 载人着陆系统 i-Hab 国际栖息地 I&T 集成和测试 ICON 电离层连接探测器 ICPS 临时低温推进级 IMAP 星际测绘和加速探测器 IOC 初始运行能力 ISRO 印度空间研究组织 ISS 国际空间站 JAXA 日本宇宙航空研究开发机构 JCL 联合成本和进度置信水平 JWST 詹姆斯·韦伯太空望远镜 KaRIn Ka 波段雷达干涉仪KASI 韩国天文与空间科学研究所 KDP 关键决策点 L9 Landsat 9 LBFD 低空飞行演示器 LCRD 激光通信中继演示 LICIACube Light 意大利立方体卫星（用于小行星成像） LIDAR 光探测与测距 MASPEX 行星探测质谱仪 MDR 任务定义审查 MISE 测绘成像光谱仪（用于木卫二） ML2 移动发射器 2 MPM 多用途模块 NASA 美国国家航空航天局 NE
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超新星（SNS）是星际介质中重要的能量来源。超新星（SNR）的年轻残留物在X射线区域显示峰值发射，使其成为X射线观测的有趣对象。尤其是，由于其历史记录，接近性和亮度，Supernova Remnant SN1006引起了极大的兴趣。因此，已对其进行了许多X射线望远镜进行了研究。改善此残留物的X射线成像是一项重要但具有挑战性的任务，因为它通常需要对图像整个对象进行不同仪器响应的多次观察。在这里，我们使用Chandra观测来证明使用信息字段理论（IFT）的贝叶斯图像重建能力。我们的目标是从X射线观测值重建，脱卷和空间 - 光谱分辨的图像，并将发射分解为不同的形态，即弥漫性和点状。此外，我们的目标是将来自不同检测器和点的数据融合到马赛克中，并量化结果的不确定性。通过利用有关扩散发射和点源的空间和光谱相关结构的先验知识，该方法允许信号有效分解为这两个组件。为了加速成像过程，我们引入了一种多步进方法，其中使用单个能量范围获得的空间重建用于得出完整时空光谱重建的知情起点。我们将此方法应用于2008年和2012年的SN1006的11个Chandra观察结果，提供了残留物的详细，剥夺和分解的观点。尤其是，弥漫发射的分离视图应提供对残留物中心和冲击前剖面中复杂的小规模结构的新见解。例如，我们的分析揭示了在SN1006的冲击阵线下，锋利的X射线通量最多增加了两个数量级。
事件地平线望远镜协作
在本文中，我们量化了SGR a *的地平尺度发射的时间变异性和图像形态，如EHT在2017年4月的波长1.3 mm所示。我们发现，SGR A *数据表现出可变性，超过了数据中的不确定性或星际散射的影响所能解释的。这种变异性的大小可能是相关孔密度的很大一部分，在某些基准线上达到约100％。通过对简单几何源模型的探索，我们证明了与其他具有可比复杂性的形态相比，环类形态为SGR A *数据提供了更好的拟合。我们开发了两种策略，以将静态几何环模型拟合到Time-sgr a * data；一种策略将模型拟合到源是静态并平均这些独立拟合的数据的简短段，而其他拟合模型则使用参数模型与平均源结构围绕结构可变性功率谱的参数模型进行完整数据集。几何建模和图像域特征提取技术都确定环直径为51.8±2.3μ，为（68％可靠的间隔），环形厚度约束，其FWHM的FWHM约为30％和50％。要将直径测量值提高到共同的物理尺度，我们使用GRMHD模拟产生的合成数据对其进行了校准。该校准将重力半径的角度大小限制为 - + 4.8 0.7 1.4μAS，我们将其与Maser视差的独立距离测量结合在一起，以确定SGR A *的质量为´ - + 4.0 10 10 0.6 1.1 6 1.1 6 M e。统一的天文学词库概念：黑洞（162）