Planetary Entry Probe Dataset: Analysis and Rules of Thumb for Future Missions
本文通过汇编增强版蓝皮书进入探测器数据集并比较分析进入条件，提出工程经验法则及预测天王星和海王星高热载荷下热防护系统质量分数的新经验关联式，为未来行星进入任务设计提供参考。
2023-08-14 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.app-ph
Prospect for UV observations from the Moon. II. Instrumental Design of an Ultraviolet Imager LUCI
我们提出了一种近紫外（NUV）成像仪器，它可以在一系列可用的平台上飞行，包括高空气球，纳米卫星或太空任务。虽然目前所有的紫外线太空任务都采用了里奇-克雷蒂望远镜设计，但这需要非球面光学系统，使得光学系统复杂，昂贵，制造和校准具有挑战性。全球形配置是一种具有成本效益且简单的解决方案。我们的目标是一个小的有效载荷，可以通过不同的平台发射，我们已经设计了一个紧凑，重量轻的有效载荷，将承受所有发射载荷。以前没有报道过其他紫外有效载荷具有用于NUV领域成像的全球面光学设计和重量低于2公斤。我们的主要科学目标是集中在更敏感的大型空间紫外线任务无法访问的明亮紫外线源。在这里，我们将讨论整个仪器的设计和开发的各个方面，进行系统的结构和有限元分析，以确保有效载荷承受发射载荷的应力和振动。我们希望将这个望远镜-月球紫外线宇宙成像仪（LUCI）-作为印度参加Google X-Prize竞赛的一部分。从月球进行观测提供了一个独特的机会，可以从一个远离地球大气层的稳定平台上观察天空。然而，我们也将探索其他机会，并将在今年晚些时候用高空气球飞行这台望远镜。
2017-01-06 astro-ph.IM
Venus: Key to understanding the evolution of terrestrial planets
为什么类地行星如此不同？金星应该是我们所有行星邻居中最像地球的。它的大小、体积组成和与太阳的距离与地球非常相似。它的原始大气层可能与早期地球相似，大气层中含有大量的二氧化碳和水-甚至可能是液态水海洋。在地球上，温和的气候随之而来，金星经历了失控的温室效应，导致了目前的恶劣气候。金星是如何以及为什么会出问题的？无论是在我们的太阳系还是在其他星系，我们都能从类地行星的生命故事中学到什么？欧空局的金星快车任务非常成功，回答了许多关于地球兄弟行星的问题，并建立了欧洲在金星研究方面的领导地位。然而，进一步了解金星及其历史需要更多的调查。进入大气层需要测量惰性气体同位素，以约束形成和演化模型。以米级空间分辨率进行的雷达测绘和以厘米级进行的地表高度变化探测将能够探测当前的火山和构造活动。一个在古老的泰塞拉高地的着陆器将提供金星上最早的地质记录的线索。为了解决这些问题，我们提出了一个组合的原位气球平台，雷达装备的轨道器，和（可选）下降探测器。这些任务要素分别以2010年EVE M3任务提案、2010年EnVision M3提案和俄罗斯的Venera-D进入探测器为模型。这些研究共同探讨了比较行星学和太阳系演化的主题。本文件于2013年5月提交，以响应欧空局关于在欧空局科学方案中为L2/L3飞行任务定义科学主题的白皮书的呼吁。
2017-03-31 astro-ph.IM
Ultraviolet observations of atmospheric escape in exoplanets with the Habitable Worlds Observatory
Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）
本文提出利用紫外观测技术研究系外行星大气逃逸过程，以发现和表征类似地球的可居住世界。
2026-01-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Fast E-sail Uranus entry probe mission
电动太阳风帆是一种新型的无推进剂空间推进方案。根据数值估计，电动太阳风帆可以产生每个推进系统质量的大的总冲量。在这里，我们考虑使用0.5 N的电动太阳风帆，以推动一个550公斤的航天器天王星在不到6年。该航天器是一个堆栈组成的电动太阳风帆模块，这是抛弃大约在土星的距离，一个载体模块和探测器天王星大气层进入。运载舱具有化学推进能力，用于轨道修正，它使用其天线接收探测器的数据传输，然后将其中继到地球。这次任务的科学成果类似于伽利略探测器在木星上的成果。对天王星大气的化学和同位素组成的测量可以为太阳系的不同形成理论提供关键的限制。类似的方法也可以应用于其他巨行星和土卫六，通过使用一个或多或少相同的探测器舰队。
2014-08-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
The SLICE, CHESS, and SISTINE Ultraviolet Spectrographs: Rocket-borne Instrumentation Supporting Future Astrophysics Missions
NASA的亚轨道计划提供了在地球大气层上方进行独特科学实验的机会，也是未来空间天体物理学、太阳物理学和大气科学任务所必需的技术和人员的输送管道。在本文中，我们描述了三个天文有效载荷开发（或在开发中）的紫外线火箭组在科罗拉多大学。这些远紫外（100 - 160纳米）光谱仪被用于研究一系列科学课题，从星际介质中的气体（在一次观测中对温度跨越五个数量级的物质进行诊断）到附近系外行星系统的高能辐射环境。Slice、CHESS和SISTINE这三种乐器形成了乐器设计和组件级技术成熟的发展。SLICE是开发新的数据处理、存储和遥测技术的先驱仪器。CHESS和SISTINE是技术和仪器设计的试验平台，分别支持高分辨率（R > 100，000）点源光谱和高通量成像光谱，以支持未来的探索者，探测器和旗舰级任务。CHESS和SISTINE有效载荷支持大幅面光子计数探测器和先进光学涂层的开发和飞行测试：这是NASA实现未来旗舰天文台的两大技术优先事项（例如，LUVOIR Surveyor概念），其在紫外光谱能力上提供了比哈勃太空望远镜大约50 - 100倍的增益。我们目前的设计，组件级的实验室表征，和这些仪器的飞行结果。
2015-12-02 astro-ph.IM
Progress toward a demonstration of high contrast imaging at ultraviolet wavelengths
针对HWO紫外日冕测量挑战，通过建模、高分辨率计量及SCoOB真空测试台演示，推进紫外高对比度成像技术。
2025-09-11 astro-ph.IM
Building galaxies, stars, planets and the ingredients for life between the stars. A scientific proposal for a European Ultraviolet-Visible Observatory (EUVO)
宇宙中发光结构和生命基石的增长始于原始气体在恒星中加工并在星系尺度上混合。导致这种发展的机制还没有得到很好的理解，并且在130亿年的时间里发生了变化。为了跟踪宇宙时间内物质的演化，有必要研究宇宙中最丰富物种的最强（共振）跃迁。其中大多数是在紫外线（UV; 950 A-3000 A）光谱范围内，从地面上无法观察到。一个多功能的空间天文台，其紫外线灵敏度比现有设施高50-100倍，将彻底改变我们对宇宙的理解。可居住的行星在紫外线照射下生长在原恒星盘中，这是恒星与盘相互作用的副产品，驱动盘和年轻行星系统的物理和化学演化。最丰富的分子的电子跃迁由紫外线场泵浦，提供了无法从地面访问的行星形成环境的独特诊断。地球大气层与行星际介质和太阳紫外线辐射场不断相互作用。灵敏度提高50-100倍，将能够观测类地系外行星的关键大气成分（碳、氧、臭氧），为太阳系外生物活跃世界的模型提供关键投入，并为了解地球大气提供现象学基线。在本白皮书中，我们概述了这样一个设施将成为可能的关键科学，并概述了要实施的仪器。
2013-06-14 astro-ph.IM astro-ph.SR
Reflected spectroscopy of small exoplanets III: probing the UV band to measure biosignature gasses
针对元古宙类地行星中O₂-O₃生物标志在可见光难以探测的问题，本研究使用ExoReLᴿ证明在紫外波段结合近红外观测可有效探测并精确测量O₃，为未来宜居行星观测任务提供了关键技术指导。
2023-08-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
The fall of asteroid 2024 XA$_1$ and the location of possible meteorites
本文介绍小行星2024 XA$_1$的发现、撞击地球过程及近地天体协调中心的相关操作结果，同时估算了该小行星陨落可能留下的陨石散落区域，为后续搜索提供依据。
2025-02-13 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Colorado Ultraviolet Transit Experiment (CUTE) Mission Overview
大气逃逸是影响许多行星结构、组成和演化的基本过程。逃逸的信号在靠近的气态系外行星上是可以探测到的，这些行星围绕明亮的恒星运行，这是由于它们的母恒星发出了高水平的极紫外线辐射。科罗拉多紫外线凌日实验（CUTE）是一个立方体卫星飞行任务，旨在利用近紫外线恒星亮度分布对附近近距离行星的扩展大气层进行调查。CUTE的有效载荷是一个放大NUV（2479~--~3306 Ang）摄谱仪，由一个矩形卡塞格伦望远镜（206 mm x 84 mm）馈电;光谱图记录在一个背照式紫外增强CCD上。科学有效载荷集成到6 U Blue Canyon Technology XB 1总线中。CUTE于2021年9月27日发射到极地低地球轨道，并在在轨调试期后一直在进行这项凌日光谱调查。本文介绍了任务的动机，发展道路，并展示了小卫星进行这类科学的潜力，提出初步的在轨科学观测。主要的科学任务将于2022~--~2023年进行，公开的数据档案将于2023年上线。
2023-01-05 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Hera Saturn Entry Probe Mission
赫拉-土星进入探测器飞行任务被提议作为一项M级飞行任务，由欧空局领导，美国航天局提供捐助。它由一个将被送入土星大气层的大气探测器和一个载波中继航天器组成。在这一概念中，赫拉探测器由欧空局和美国航天局组成，运载中继航天器由欧空局交付。探测器由电池供电，而运载中继航天器由太阳能电池板和电池供电。我们预计美国将提供两个主要的分系统，或者由欧空局直接采购，或者由美国航天局出资：太阳电功率系统（包括太阳能电池阵列和电力管理和分配系统），以及探测器进入系统（包括防热层和空气动力外壳）。赫拉的设计目的是使用一个探测器对土星大气的化学和同位素组成以及动力学进行现场测量，目的是提高我们对土星、巨行星及其卫星系统的起源、形成和演变的理解，并外推到太阳系外行星。赫拉的目标是深入探测对流层的云形成区域，在遥感可到达的区域之下，到达某些宇宙起源丰富的物种预计会很好混合的位置。通过提高对巨行星形成过程的理解，包括巨行星形成的时间和位置时当地太阳星云的成分和性质，赫拉将通过进一步解决巨行星的创造，形成以及化学，动力学和热演化来扩展伽利略和卡西尼任务的遗产，包括地球和其他类地行星在内的整个太阳系，以及其他行星系的形成。
2015-10-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
Aerocapture Design Reference Missions for Solar System Exploration: from Venus to Neptune
本研究利用AMAT建立从金星到海王星的气动捕获设计参考任务，为任务可行性、进入条件、控制需求与气动热载荷评估提供基线。
2023-08-20 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.app-ph
Prediction of Apophis Asteroid Flyby Optimal Trajectories and Data Fusion of Earth-Apophis Mission Launch Windows using Deep Neural Networks
Tod’Aers；Space Generation Advisory Council（太空世代咨询委员会）；Moscow Aviation Institute（莫斯科航空学院）；Univerité Sultan Moulay Slimane（苏丹穆莱·斯利曼大学）
近年来，通过探索现代航天器和先进的雷达和望远镜调查，了解小行星已经从光世界转向地质世界。然而，2029年的飞越将是进行内部地球物理研究和测试目前关于潮汐力对小行星影响的假设的机会。地球-阿波菲斯任务是由额外的因素和科学目标驱动的，而不仅仅是自然实验的独特机会。然而，内部的地球物理结构仍然在很大程度上未知。了解小行星的强度和内部完整性不仅仅是科学好奇心的问题。这是一个实际的当务之急，以提高知识的行星防御的可能性，小行星的影响。本文提出了一个概念性的机器人系统，需要在每个阶段的效率，从进入后着陆和小行星监测。简而言之，小行星监测任务是未来的前沿，具有技术增长的潜力，可能会彻底改变太空探索。需要先进的航天技术和机器人系统，以尽量减少风险，并为未来的飞行任务准备这些技术。实现了一个神经网络模型来跟踪和预测小行星的轨道。还需要先进的算法对轨道事件进行数值预测，以尽量减少误差
2021-06-05 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
Probing the capability of future direct imaging missions to spectrally constrain the frequency of Earth-like planets
天体生物学中的一个关键问题是，系外地球候选者（EEC）是否与地球相似，因为它们起源于类似于地球的逐渐充氧的大气层的生命。我们建议回答这个问题的统计搜索O2和O3的EEC与任务，如HabEx或LUVOIR。我们探索这些任务的能力，以约束的分数，fE，的EEC是地球一样的O2或O3在所有观察到的EEC的零检测事件。我们使用行星光谱发生器来模拟观测EEC与O2和O3水平的基础上，地球的历史。我们考虑了四种仪器设计：LUVOIR-A（15 m）、LUVOIR-B（8 m）、带遮光罩的HabEx（4 m，"HabEx/SS"）、不带遮光罩的HabEx（4 m，"HabEx/no-SS"）;以及EEC发生率（eta_earth）的三种估计值：24%、5%和0.5%。在零检测的情况下，我们发现对于eta_earth = 24%，LUVOIR-A、LUVOIR-B和HabEx/SS将分别将fE限制为<= 0.094、<= 0.18和<= 0.56。这也表明，如果fE大于这些上限，我们很可能在至少1个EEC上检测到O3。相反，我们发现，HabEx/无SS不能约束fE，由于缺乏电晕紫外通道。当eta_earth = 5%时，只有LUVOIR-A和LUVOIR-B能够分别将fE限制为<= 0.45和<= 0.85。对于eta_earth = 0.5%，由于可检测到的EEC数量很少，因此没有任务允许我们限…
2021-01-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Identifying Surface Degeneracies in Single-Visit Reflected Light Observations of Modern Earth using the Habitable Worlds Observatory
Cornell University（康奈尔大学）
本文研究HWO利用反射光观测地球类行星表面和大气成分的挑战，通过模拟单次观测和光谱检索，发现表面特征和退化对地球生物色素检测的影响。
2026-03-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
Building SPARCS, an Ultraviolet Science CubeSat for Exoplanet Habitability Studies, Technology Advancements, and Mission Training
本文介绍NASA资助的6U立方星SPARCS，通过同时监测远紫外和近紫外来刻画低质量恒星耀斑及其对系外行星宜居性的影响，并测试delta掺杂探测器等新技术，同时提供人才培养机会。
2025-07-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
Protective Effects of Halite to Vacuum and Vacuum-Ultraviolet Radiation: A Potential Scenario During a Young Sun Superflare
本研究通过模拟实验发现，石盐晶体能有效保护嗜盐古菌和非嗜盐细菌免受真空及真空紫外辐射伤害，其保护效果优于混合盐晶体，为早期太阳系岩石生源说中微生物在无大气天体表面的存活提供了新证据。
2023-11-15 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Detection of a space capsule entering Earth's atmosphere with distributed acoustic sensing (DAS)
本研究首次利用分布式声学传感（DAS）记录了OSIRIS-REx样本返回舱进入地球大气层产生的地球物理信号，验证了DAS在密集采样和波前可视化方面的优势，并揭示了光纤布设条件对数据质量的关键影响。
2024-10-03 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.geo-ph
Generation of high circular polarization of interstellar Lyman $α$ radiation triggering biological homochirality
通过三维辐射传输模拟发现星际尘埃板中Lyman $α$辐射的圆偏振度比近红外高出约5倍，这种高圆偏振的Lyman $α$辐射可能诱导了太空中生物分子的对映体过量，从而触发地球生物同手性。
2023-06-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
