與中科院空間科學衛星科學研究聯合基金項目指南

一、設立宗旨

空間科學衛星科學研究聯合基金由國家自然科學基金委員會與中國科學院共同出資設立，旨在發揮國家自然科學基金的導向和協調作用，吸引和調動全國高等院校、科研機構的研究力量，充分利用中國科學院研制的空間科學衛星平臺開展前沿領域和綜合交叉領域研究，開拓新的研究方向，發揮空間科學衛星的效能，促進開放和交流，提升我國基礎科學自主創新能力，培養空間科學衛星科學研究人才，促進空間科學科研成果的產出。

二、實施原則

空間科學衛星科學研究聯合基金是國家自然科學基金的組成部分，其申請、評審、管理和資金使用按照《國家自然科學基金條例》、《國家自然科學基金聯合基金項目管理辦法》和《國家自然科學基金資助項目資金管理辦法》等有關規定執行。

三、2017年度資助計劃、資助領域和研究方向

（一）實踐十號返回式科學實驗衛星（申請代碼1：A02）

2017年度空間科學衛星科學研究聯合基金（實踐十號返回式科學實驗衛星）對以下六個研究領域的24個研究方向進行資助，擬資助培育項目24項左右，直接費用平均資助強度約為140萬元/項，資助期限為3年，研究期限應填寫2018年1月1日-2020年12月31日。資助的研究領域和研究方向如下：

1．微重力流體物理

與地面常重力情況相比，微重力環境中的對流、擴散、相變、聚集等流體基本運動規律表現出極大的差異，并有許多地面環境中無法得到的新體系、新機制、新現象，引起人們需要對流體運動機理的再認識，并在宇航工程以及地面熱能機械、采油等應用中發揮指導性的作用。微重力流體物理主要資助以下方向的科學研究項目：

（1）開展蒸發與流體界面效應研究，揭示蒸發效應與表面張力驅動對流的相互作用機制，建立界面流體動力學與傳熱理論模型。

（2）開展微重力沸騰過程中的氣泡動力學特征研究，揭示氣泡熱動力學與局部熱量傳輸間的耦合作用及其對傳熱性能的影響機制，理解沸騰傳熱內在機理。

（3）開展熱毛細對流表面波研究，分析體系失穩臨界條件以及隨體積比的變化規律。

（4）開展微重力條件下石油組分熱擴散特性的研究，獲得多種組分的Soret系數的精確數據。

（5）開展顆粒流體氣液相分離研究，系統地研究顆粒物質團簇形成條件、弛豫冷卻過程，建立完善理論模型。

（6）開展膠體有序排列及新型材料研究，研究粒子排列和自組裝機制。

2．微重力燃燒科學

微重力環境中，材料著火與地面情況差別巨大，其規律性認識以及理論模型的建立有待提高和完善，特別是飛行器艙內著火是載人航天器直接面臨的嚴峻問題，需要逐步建立我國航天器用非金屬材料防火特性的評價方法。微重力下煤燃燒實驗，可揭示重力及自然對流影響范圍和影響幅度，建立更準確的煤燃燒理論和模型，為我國燃煤設備的設計和運行提供理論基礎。微重力燃燒主要資助以下方向的科學研究項目：

（1）開展微重力下導線絕緣層著火早期煙的析出和煙氣分布規律研究，獲得長時間微重力環境下過載電流大小、絕緣層厚度等因素對導線著火先期征兆的影響規律。

（2）開展非金屬材料的燃燒特性研究，獲得熱厚材料在微重力條件下的燃燒規律及火焰特性。

（3）開展微重力下煤顆粒燃燒及其污染物生成特性研究，獲得微重力下我國典型煤種煤粒燃燒的重要基礎參數。

（4）開展微重力下煤粉燃燒及其污染物生成特性研究，揭示煤在微重力條件下燃燒的基本現象，認識煤燃燒基本特性和機理。

3．空間熔體材料生長

通過微重力環境抑制溶質對流，可獲得地面重力場中難以生長的高質量材料，同時可探明地面重力效應掩蓋的影響材料質量和性能的次級效應。通過在多功能爐中的空間材料實驗，可攻克在地面條件下材料制備中無法解決的難題，獲得在地面無法得到的高性能優質材料，開發新的材料制備工藝。通過天地對比研究，可揭示材料制備過程中的微觀機理和組分、結構與性能之間的內在關聯，發現新的科學現象，豐富和發展材料科學理論，指導地面的材料制備和生產工藝。空間熔體材料生長主要資助以下方向的科學研究項目：

（1）研究微重力環境下InAsSb晶體的生長規律，闡明三元半導體合金材料的缺陷形成機制、帶隙與組分的關系及其光電特性。

（2）開展微重力條件下錫基合金及高溫熔體的潤濕特性與界面行為研究，揭示錫基合金微觀結構的規律。

（3）開展碲化鉍基熱電半導體及復合材料空間微重力生長與性能研究，揭示熱電材料微觀結構變化與材料熱電協同輸運關聯性的規律，獲得組分均勻的高質量熱電材料。

（4）開展InxGa1-xSb三元半導體晶體的研究，探索重力效應對晶體完整性和組分分布的影響。

4．輻射生物學

空間輻射生物學是空間生命科學研究的重要問題。空間輻射遠高于地面環境輻射水平，是空間活動的重要有害因子。空間輻射具有組成種類復雜且與其它空間因素相互作用的特點，其有害效應和作用機理亟待闡明。同時輻射具有累積效應，是長期在空間工作和長程空間旅行的關鍵限制因素。揭示空間輻射效應和發現空間輻射敏感標志分子對于飛行器輻射防護設計和輻射效應管控至關重要。輻射生物學主要資助以下方向的科學研究項目：

（1）以水稻、擬南芥以及線蟲為實驗材料，研究空間輻射環境引致基因組不穩定的生物學效應機制。

（2）以家蠶為實驗材料，研究空間環境對其胚胎發育的影響和變異的機理。

（3）利用野生型和輻射敏感的動物細胞及果蠅，研究空間輻射對基因組的作用和遺傳效應。

5．重力生物學

重力生物學是國際空間生命科學研究的重要領域，是直接伴隨人類飛向太空遭遇空間微重力環境后需要進一步深入研究的課題。通過微重力環境中的實驗，在細胞、組織和個體等不同層次上認識和重力相關的生物學過程及重力所起的作用，并能以調節不同的重力水平為手段來研究生命活動，由此獲得對地球陸生生物形態、結構和生理功能更深刻的理解和認識。上述研究成果將盡可能轉化為地面的實際應用，并為長期的太空探索和開發提供保護措施，為構建再生受控生命支持系統奠定基礎。重力生物學主要資助以下方向的科學研究項目：

（1）以長日植物擬南芥與短日植物水稻為實驗材料，研究空間微重力條件下光周期誘導高等植物開花的分子機理。

（2）圍繞微重力影響植物細胞壁這一科學問題，開展微重力植物生物學效應及其微重力信號轉導研究。

（3）利用可定量控制細胞培養物質傳輸過程與條件的多腔室空間生物反應器系統，研究微重力下細胞間相互作用的物質輸運規律。

6．生物技術

干細胞和胚胎發育是生命科學的前沿研究領域，是生物技術創新的重要基礎。如何將干細胞和胚胎發育這類具有重要開發和應用前景的基礎研究引入空間科學研究，以探討空間環境對干細胞增殖、分化和人工組織構建的影響及其調控機制，對于將空間科學研究成果和關鍵技術造福于人類健康具有重要意義。關于空間胚胎發育的研究，有望為人類拓展疆域，星際移民提供生命能否繁衍的信息和基礎數據，為地面生命科學研究提供新技術、新思路和新方法。生物技術主要資助以下方向的科學研究項目：

（1）以神經干細胞為研究對象，開展微重力條件下神經干細胞三維培養與組織構建研究。

（2）以造血干細胞為研究對象，開展微重力條件下造血干細胞三維培養與組織構建研究。

（3）利用空間干細胞培養盒，開展微重力條件下骨髓間充質干細胞的骨細胞定向分化效應及其分子機制研究。

（4）以小鼠2-細胞期胚胎為研究對象，探討微重力環境對哺乳動物早期胚胎發育的影響及其機理。

（二）暗物質粒子探測衛星（申請代碼1：A03）

2017年度空間科學衛星科學研究聯合基金（暗物質粒子探測衛星）對兩個研究領域的7個研究方向進行資助，擬資助重點支持項目7項，直接費用平均資助強度約為350萬元/項，資助期限為4年，研究期限應填寫2018年1月1日-2021年12月31日；擬資助培育項目15項左右，直接費用平均資助強度約為60萬元/項，資助期限為3年，研究期限應填寫2018年1月1日-2020年12月31日。資助的研究領域和研究方向如下：

1.衛星數據處理方法及暗物質科學研究

（1）數據處理方法研究

科學目標：對高能粒子在探測器中發生的簇射過程進行合理重建，得到入射粒子的準確原初信息。

研究內容：物理事例重建算法及在軌模擬軟件的優化；TeV以上能區的粒子鑒別方法優化；空間探測器的絕對能量定標方法優化。

（2）高精度能量測量方法研究

科學目標：提高能量測量精度，確保粒子鑒別和能譜測量的準確性。

研究內容：BGO量能器的能量精確測量方法；BGO量能器靈敏單元熒光飽和特性分析。

（3）基于電子宇宙線的暗物質粒子間接探測

科學目標：通過研究電子宇宙射線的空間分布特征和能譜結構，測定或限制暗物質粒子的物理參量。

研究內容：電子宇宙射線的能譜、空間分布測量；基于電子宇宙射線數據的暗物質粒子物理參量測定或限制。

（4）基于伽馬射線的暗物質粒子間接探測

科學目標：搜尋暗物質粒子湮滅或衰變可能產生的GeV-TeV伽馬線譜信號或連續譜信號。

研究內容：暗物質粒子湮滅線譜、連續譜信號搜尋；基于伽馬射線數據的暗物質粒子物理參量的測定或限制；暗物質粒子物理模型研究。

（5）暗物質粒子間接探測的本底研究

科學目標：獲得暗物質間接探測相關的宇宙線（主要是正負電子、反質子）和伽馬射線的準確可靠的本底。

研究內容：電子宇宙線的傳播模型及銀河系彌散伽馬射線輻射模型；太陽系磁層對宇宙線的調制作用；矮星系及星系團的伽馬射線天體物理輻射；鄰近TeV高能電子加速源的證認。

2.宇宙射線和伽馬射線研究

（1）核素宇宙射線研究

科學目標：精確測量核素宇宙射線，檢驗或發現能譜子結構。

研究內容：核素宇宙射線的能譜測量；新奇粒子、奇特物質（如分數電荷粒子、磁單極子等）搜尋；高能核素在探測器中的響應模擬及TeV能區強子物理模型檢驗。

（2）GeV-TeV伽馬射線天文研究

科學目標：證認河內/河外伽馬射線天體源、研究其輻射機制并高精度檢驗基本物理規律。

研究內容：伽馬射線數據分析方法及軟件優化；GeV-TeV源的多波段輻射、伽馬射線大尺度結構研究；類軸子粒子搜尋及基本物理原理的檢驗；引力波、中微子事件成協的伽馬射線電磁對應體搜尋。

（三）量子科學實驗衛星（申請代碼1：A04）

2017年度空間科學衛星科學研究聯合基金（量子科學實驗衛星）以量子科學實驗衛星為研究平臺，針對空間量子科學的核心科學問題研究，擬資助“重點支持項目”4項，直接費用平均資助強度約為700萬元/項，資助期限為4年，研究期限應填寫“2018年1月1日-2021年12月31日”；針對新原理、新方法和新技術的前沿探索研究，擬資助培育項目3項，直接費用平均資助強度約為180萬元/項，資助期限為3年，研究期限應填寫“2018年1月1日-2020年12月31日”。資助的研究領域和研究方向如下：

1．重點支持項目研究方向：

（1）空間量子信道傳輸特性與機制研究

科學目標：針對空間量子科學實驗的的關鍵科學問題，面向未來全球話量子通信網絡，開展空間量子信道關鍵特性與機制的前沿探索研究，在天地一體化量子科學實驗平臺上進行原理、方案或關鍵技術的演示和實驗。

研究內容：發展白天光跟瞄、建立高效噪聲抑制的量子信道等技術，探索實現全天時量子通信的新方法與新技術；開展基于自適應光學技術的量子信道大氣湍流抑制機理與方法研究；開展各種類型空間量子信道建立機制與關鍵特性研究，為開展各種空間量子科學實驗提供理論基礎。

（2）空間量子密鑰分發體制驗證及其應用

科學目標：發展提高星地量子密鑰分發速率的新方法和新技術、實現高速星地量子密鑰分發及廣域量子密鑰應用演示；探索量子密鑰數據在線處理算法驗證。

研究內容：利用已有的量子科學實驗衛星，對現有地面站進行技術改造提升量子密鑰接收能力，發展多孔徑合成接收、激光通信與量子通信復合應用、量子密鑰數據在線處理等技術，實現千公里級星地量子密鑰分發，分發速率達到100kbps；實現洲際量子密鑰分發實驗，開展廣域量子密鑰應用演示。

（3）空間尺度量子力學基本問題檢驗研究

科學目標：利用星載糾纏源在千公里的大尺度上直接產生安全量子密鑰，開展Bell不等式實驗檢驗并關閉測量獨立性漏洞，探索基于兩體糾纏實現遠程態制備的理論和技術。

研究內容：利用星載糾纏源在相距千公里的兩地實現量子糾纏分發；在此基礎上通過對地面接收裝置的設計改造，開展量子密鑰分發實驗研究；針對測量獨立性漏洞，抓住宇宙隨機數在量子星實驗中的切入點，開展同時關閉局域性漏洞和測量獨立性漏洞的Bell不等式檢驗的研究；發展遠程量子態制備和測量手段，探索基于兩體糾纏實現遠程態制備的方法。

（4）遠距離量子態傳輸與操控研究

科學目標：發展遠距離量子態傳輸與操控的新方法與新技術、開展空間大尺度量子隱形傳態實驗研究，探索空間尺度量子中繼關鍵科學問題研究，探索構建分布式空間量子信息處理網絡研究。

研究內容：利用已有的量子科學實驗衛星，發展地面多光子糾纏光源、雙光子偏振與路徑糾纏光源、高穩定量子干涉器件等技術，實現千公里級基于多光子糾纏量子隱形傳態、基于雙光子糾纏量子隱形傳態實驗；探索利用量子隱形傳態實現量子中繼、分布式量子信息處理網絡的新方法和新技術。

2．培育項目研究方向：

主要針對空間量子科學實驗的科學問題，開展新原理、新方法和新技術的前沿探索研究，主要研究方向如下：

（1）自由空間信道中的測量裝置無關量子密鑰分發研究

研究內容：開展測量裝置無關量子密鑰分發的安全性理論研究，發展高效率密鑰提純算法，探索利用自由空間信道開展星地測量裝置無關量子密鑰分發的可行性，開展基于衛星平臺的測量裝置無關量子密鑰分發的可行性研究。

（2）星地量子密鑰分發的軍民融合組網研究

研究內容：開展星地量子密鑰分發的標準和協議研究，在天地一體化空間量子科學實驗平臺和地面光纖量子通信網絡的基礎上，針對軍民融合組網需求，在國家機要部門、銀行金融機構、國家電網等領域開展組網應用研究。

（3）空間量子測量新方法研究

研究內容：探索利用空間量子科學實驗平臺進行精密定軌、時頻傳輸、激光相位傳遞等量子測量的新原理和新方法，發展相應關鍵技術并開展演示實驗。

四、申報要求及注意事項

（一）申請人條件。

本聯合基金申請人應當具備以下條件：

1.具有承擔基礎研究課題的經歷；

2.培育項目申請人應當具有高級專業技術職務（職稱）或者具有博士學位；

3.重點支持項目申請人應當具有高級專業技術職務（職稱）。

在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學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行申請。

（二）限項規定。

1.具有高級專業技術職務（職稱）的人員（包括申請人和主要參與者），申請時不限項；正式接收申請到自然科學基金委作出資助與否決定之前，以及獲資助后，計入限項。

2.申請人（不含參與者）同年只能申請1項空間科學衛星科學研究聯合基金項目。

（三）申請注意事項。

1.本聯合基金申請書報送日期為2017年9月11日至15日16時。

2. 空間科學衛星科學研究聯合基金面向全國，歡迎符合條件的科學技術人員按照本《指南》范圍和要求提出申請。對于合作申請的研究項目，應在申請書中明確合作各方的合作內容、主要分工等。

申請人申請本聯合基金前，應當與相關衛星團隊進行溝通，充分了解擬利用衛星的性能、狀態、數據公開范圍和用戶時間分配情況等。

3.本聯合基金申請書采用在線方式撰寫，對申請人具體要求如下：

(1)申請人在填報申請書前，應當認真閱讀本項目指南和《2017年度國家自然科學基金項目指南》中申請須知的相關內容，不符合項目指南和相關要求的申請項目不予受理。

(2)申請人登錄科學基金網絡信息系統https://isisn.nsfc.gov.cn/（以下簡稱信息系統，沒有系統賬號的申請人請向依托單位基金管理聯系人申請開戶），按照撰寫提綱要求撰寫申請書。

(3)申請書中的資助類別選擇聯合基金項目，亞類說明選擇重點支持項目或培育項目，附注說明選擇空間科學衛星科學研究聯合基金；申請代碼1必須選擇擬依托衛星對應的申請代碼A02、A03或A04，申請代碼2根據項目研究領域選擇相應學科的申請代碼。以上選擇不準確或未選擇的項目申請將不予受理。

重點支持項目和培育項目合作研究單位的數量不得超過2個。

(4)申請人應當按照聯合基金重點支持項目或培育項目申請書的撰寫提綱撰寫申請書，務請在申請書“研究背景與意義”部分首先說明聯合基金重點支持項目或培育項目的研究方向名稱；如果申請人已經承擔與本聯合基金相關的國家其他科技計劃項目，應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區別與聯系。

(5)申請人應當認真閱讀《2017年度國家自然科學基金項目指南》中預算編報須知的內容，嚴格按照《國家自然科學基金資助項目資金管理辦法》《關于國家自然科學基金資助項目資金管理有關問題的補充通知》（財科教〔2016〕19號）以及《國家自然科學基金項目資金預算表編制說明》的要求，認真如實編報《國家自然科學基金項目資金預算表》。

(6)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，下載并打印最終PDF版本申請書，向依托單位提交簽字后的紙質申請書原件以及其他特別說明要求提交的紙質材料原件等附件。

(7)申請人應保證紙質申請書與電子版內容一致。

(8)資助項目在執行期間取得的研究成果，包括發表論文、專著、ZL、獎勵等，必須標注“國家自然科學基金委員會-中國科學院空間科學衛星科學研究聯合基金”資助。

4.依托單位應對本單位申請人所提交申請材料的真實性和完整性進行審核，并在規定時間內將申請材料報送國家自然科學基金委員會。具體要求如下：

(1)應在規定的項目申請截止日期（2017年9月15日16時）前提交本單位電子申請書及附件材料，并統一報送經單位簽字蓋章后的紙質申請書原件（一式一份）及要求報送的紙質附件材料。

(2)提交電子申請書時，應通過信息系統逐項確認。

(3)報送紙質申請材料時，還應包括本單位公函和申請項目清單，材料不完整不予接收。

(4)可將紙質申請書直接送達或者郵寄至國家自然科學基金委員會項目材料接收工作組。采用郵寄方式的，請在項目申請截止日期前（以發信郵戳日期為準）以快遞方式郵寄，以免延誤申請。

5.材料接收工作組聯系方式。

通訊地址：北京市海淀區雙清路83號國家自然科學基金委員會項目材料接收工作組（行政樓101房間）

郵　　編：100085

聯系電話：010-62328591

6.聯系方式。

國家自然科學基金委員會數理科學部

地　址：北京市海淀區雙清路83號

郵　編：100085

聯系人：力學科學處 詹世革010-62327179；

物理I科學處 倪培根010-62325055；

天文科學處 劉強 010-62325940；