为贯彻落实党中央、国务院关于加强基础研究的重要战略部署，进一步强化原始创新，推动学科交叉，积极应对科学研究范式变革，国家自然科学基金委员会（以下简称自然科学基金委）基础科学板块拟资助“太阳系边际探测基础理论与关键机理研究”原创探索计划项目（以下简称原创项目）。
太阳系边际是指受太阳风控制的最远区域，是与恒星际介质的交界，主体包括日球层终止激波、内外鞘区等。太阳系边际探测是对太阳风与星际介质相互作用、飞行途中对太阳系天体进行的科学探测，是国际深空探测与空间科学发展的前沿领域，对于突破人类探索和认知太阳系的形成与演化、系外恒星际物质特征以及太阳风与星际介质作用机理等重大基础科学问题具有重要意义。本项目旨在通过空间物理、天体物理、天体力学、动力学与控制等多学科深度融合，创建、完善和发展太阳系边际探测中的关键认知模型和重要基础理论，突破现有基础科学与关键探测能力瓶颈，为国家未来太阳系边际探测工程，奠定重要理论基础。
一、科学目标
本项目聚焦太阳系边际探测基础理论与关键机理问题，通过发展新理论方法和数值模型，原创性突破极远、极暗、极寒深空区域探测的手段方法瓶颈，揭示1-120天文单位内的太阳系环境与天体时空特征及演化规律，发展太阳系形成理论，掌握太阳系全域探测的航天器动力学及智能自主运行等核心关键技术，促进太阳系边际探测科学问题和探测能力的新认知与新发现，为我国太阳系边际探测重大工程科学目标选择和任务规划提供科学支撑。
二、核心科学问题
研究太阳系边际区介质的结构特征与演化规律，开展太阳系演化理论与外太阳系天体分布特征以及外太阳系巨行星大气和空间环境特征研究，揭示太阳系复杂引力场中多尺度自然和受控扰动与运动域的作用机理，突破深远空间探测器的智能自主运行技术。
三、拟资助研究方向和研究内容
（一）太阳系边际区介质的结构特征与演化规律
研究太阳系边际区内各类介质（包括等离子体、拾起离子、中性原子、高能粒子及宇宙线等）和电磁场的时空特征和演化规律，探究太阳系边际区内各类能量段粒子的动理学特征及其对太阳风大尺度结构的影响。通过数值模拟给出太阳风与星际介质相互作用过程及其产生的太阳系边际区背景环境和动态演化，研究太阳系边际区的局地和全球结构的分布与演化。
（二）太阳系演化理论与外太阳系天体分布特征
研究不同太阳系演化历史对应的柯伊伯带小天体分布特征；研究外太阳系大行星存在的可能性以及可能出现的天区范围，发展外太阳系行星的形成演化理论；研究外太阳系四颗巨行星的大气、地貌和空间环境特征，建立大气环流的含时演化模型并预测观测特征，认知外太阳系巨行星大气天气和气候以及空间环境的演化特征；探索进入太阳系的恒星际小天体的形成机制，建立模型预测太阳系外小天体在不同形成演化模型下对应的形状、光谱等观测特征。
（三）太阳系复杂引力场中多尺度自然和受控扰动与运动域的作用机理
研究太阳系复杂引力场中穿越强非线性区域的动力学特性，探寻低能量转移过渡态的运动域与飞行时间的内在关系。研究复杂环境力与主动控制力耦合作用下太阳系边际探测飞行序列、飞行参数与飞行效能之间的作用机理。探索太阳系复杂力学环境中多时空尺度的自然与受扰运动误差传播规律，研究飞行状态与环境参数不确定性对运动的影响，建立高保真高效误差演化预报模型，提出基于误差传播特性的运动修正方法。
（四）深远空间探测器的智能自主运行技术
研究百天文单位量级超远程环境下探测器的自主导航系统轻量化设计方法，提出探测器上可运行的高价值目标智能感知、智能规划及智能辨识等算法的轻量化理论。研究复杂未知环境下深远空间探测器的智能诊断及重构方法，确定智能故障预警、故障诊断与系统重构方法的实现条件及能力边界，从数据优选和学习简化两个方面发展有限资源约束下的探测器自主诊断及重构理论。研究太阳系边际多源异构信息融合的高精度运动测定评估方法，实现多场耦合作用下高精度运动的自主测量与智能控制。
四、资助计划
本原创项目资助期限为5年，申请书中研究期限应填写“2022年1月1日-2026年12月31日”。项目平均资助强度为400万元/项，资助经费总强度约为1600万元。
五、申请要求
（一）申请资格
具有承担基础研究项目（课题）或其他基础研究经历的科学技术人员均可提出申请。
（二）限项申请规定
1. 申请人同年只能申请1项原创项目（含预申请）。
2. 原创项目从预申请开始直到自然科学基金委作出资助与否决定之前，不计入申请和承担总数范围；获资助后计入申请和承担总数范围。
3. 应符合《2021年度国家自然科学基金项目指南》中对申请数量的限制。
六、申请程序
（一）预申请
1.预申请提交时间为2021年10月8日-10月15日16时，以信息系统提交时间为准，逾期不予受理。
2.请申请人登录国家自然科学基金网络信息系统（以下简称信息系统）https://isisn.nsfc.gov.cn撰写预申请。无信息系统账号的申请人请向依托单位基金管理联系人申请开户。在信息系统“申请与受理”菜单下，点击“原创项目预申请”，进入预申请填写页面，选择“指南引导类”，附注说明选择“太阳系边际探测基础理论与关键机理研究”，申请代码1选择数理科学部和地球科学部相应的申请代码，申请代码2根据项目研究所涉及的领域自行选择相应学科申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请不予资助。
3．预申请主要阐述所提学术思想的原创性、科学性和潜在影响力，字数控制在2000字以内。另外，申请人还须在“与指南所列研究方向的吻合性”中注明申请针对的本指南所列资助方向的名称。申请人按照信息系统中的有关提示填写预申请相关内容后直接提交至自然科学基金委。
4．自然科学基金委受理预申请并组织审查。审查结果和正式申请提交截止时间将以电子邮件形式反馈至申请人。
（二）正式申请
1. 预申请审查通过的申请人，应按照“专项项目-原创探索计划项目正式申请书撰写提纲”要求填写正式申请书。正式申请的核心研究内容应与预申请一致，并要求在正式申请书正文的第一句明确写明申请项目所对应的本指南所列资助方向。
2. 申请人应当严格按照《国家自然科学基金资助项目资金管理办法》等相关规定和《国家自然科学基金项目资金预算表编制说明》的具体要求，按照“目标相关性、政策相符性、经济合理性”的基本原则，认真编制《国家自然科学基金项目预算表》。
3. 本原创项目采用无纸化申请，申请人完成申请书撰写后，在线提交电子申请书及附件材料。依托单位只需在线确认电子申请书及附件材料，无须报送纸质申请书，但应对本单位申请人所提交申请材料的真实性和完整性进行认真审核，在项目申请接收截止时间前通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件材料；在截止时间后24小时内在线提交项目申请清单。项目获批准后，依托单位将申请书的纸质签字盖章页装订在《资助项目计划书》最后，在规定时间内按要求一并提交。
七、注意事项
（一）资助项目信息公布
自然科学基金委将在官方网站公布资助原创项目基本信息。
（二）项目实施保障
原创项目负责人应将主要精力投入原创项目的研究中；依托单位应加强对原创项目实施的监督、管理和服务，减轻项目负责人不必要的负担，为项目研究提供必要的制度和条件保障。
（三）其他
原创项目申请与资助不设复审环节。
自然科学基金委将把相关项目负责人项目执行情况和评审专家的评审情况计入信誉档案。
（四）咨询方式
1. 填报过程中遇到的技术问题，可联系国家自然科学基金委员会信息中心协助解决，联系电话：010-62317474。
2. 其他问题可咨询
国家自然科学基金委员会数理科学部综合与战略规划处：张攀峰；电话：010-62326911
国家自然科学基金委员会地球科学部综合与战略规划处：郑袁明；电话：010-62327627
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