關(guān)于發(fā)布進(jìn)入行星大氣極端流動與傳熱
基礎(chǔ)科學(xué)問題重大研究計劃2026年度項目指南的通告

國科金發(fā)計〔2026〕18號

　　國家自然科學(xué)基金委員會現(xiàn)發(fā)布進(jìn)入行星大氣極端流動與傳熱基礎(chǔ)科學(xué)問題重大研究計劃2026年度項目指南，請申請人及依托單位按項目指南所述要求和注意事項申請。

 

國家自然科學(xué)基金委員會

2026年1月26日

 

進(jìn)入行星大氣極端流動與傳熱基礎(chǔ)科學(xué)問題

重大研究計劃2026年度項目指南

 

深空探測任務(wù)中，探測器以超過第一宇宙速度進(jìn)入地外行星大氣或返回地球大氣，周圍的氣體受到強烈壓縮和劇烈摩擦，探測器巨大的動能向氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)換，能量隨流動輸運、向周圍傳遞，引發(fā)伴隨超高溫理化反應(yīng)的極端流動與傳熱現(xiàn)象，嚴(yán)重影響飛行安全。本重大研究計劃面向我國深空探測任務(wù)重大需求，旨在科學(xué)認(rèn)知并精確把控進(jìn)入行星大氣飛行的關(guān)鍵物理機(jī)理和效應(yīng)，創(chuàng)新發(fā)展極端流動與傳熱理論，引領(lǐng)相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)前沿和技術(shù)發(fā)展，支撐航天強國戰(zhàn)略。

一、科學(xué)目標(biāo)

闡明進(jìn)入行星大氣飛行極高速復(fù)雜流動時空多尺度關(guān)聯(lián)、多過程耦合作用機(jī)理，揭示強輻射與強對流多機(jī)制加熱環(huán)境中材料響應(yīng)與熱量耗散機(jī)制，發(fā)展自主可控的超高溫多相態(tài)理化反應(yīng)動力學(xué)模型與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，建立可精確表征多相態(tài)、多尺度、多過程強耦合的極端流動與傳熱理論體系，為深空探測重大戰(zhàn)略任務(wù)提供創(chuàng)新概念和解決方案，并提升我國解決重大科學(xué)問題的能力和世界影響力。

二、核心科學(xué)問題

（一）極高速復(fù)雜流動多過程耦合作用機(jī)理。

針對極高速復(fù)雜流動的多尺度、多過程強耦合特征，創(chuàng)新跨學(xué)科分析框架與模擬方法，形成最高速度50000m/s的極端流動模擬預(yù)示能力，揭示流動基本過程與理化過程、傳熱傳質(zhì)過程的耦合競爭機(jī)制；闡明流場中能量、化學(xué)組分非平衡輸運行為，厘清探測器進(jìn)入行星大氣過程中流動結(jié)構(gòu)生成演化與致力致熱機(jī)理。

（二）強輻射傳熱環(huán)境材料響應(yīng)與防熱機(jī)制。

針對強輻射與強對流多機(jī)制加熱環(huán)境下高效可靠協(xié)同防熱設(shè)計要求，深入分析并厘清環(huán)境-材料耦合中的能量轉(zhuǎn)移和熱量耗散機(jī)制，揭示防熱材料響應(yīng)機(jī)理；創(chuàng)新發(fā)展輻射熱高效防護(hù)和傳熱傳質(zhì)調(diào)控方法，建立面向進(jìn)入行星大氣飛行環(huán)境的多機(jī)制協(xié)同防熱設(shè)計理論。

（三）行星大氣超高溫多相態(tài)非平衡理化反應(yīng)機(jī)理。

針對行星大氣高激發(fā)非平衡理化反應(yīng)特征，創(chuàng)新超高溫反應(yīng)的計算與實驗表征測量方法，揭示超高溫內(nèi)能激發(fā)弛豫、反應(yīng)、輻射躍遷等機(jī)理，發(fā)展多相態(tài)非平衡理化反應(yīng)動力學(xué)表征建模理論，構(gòu)建最高溫度50000K、多行星大氣組分的高置信度理化反應(yīng)模型和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

三、2026年度資助研究方向

（一）培育項目。

圍繞上述科學(xué)問題，以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引，對于探索性強、選題新穎、前期研究基礎(chǔ)較好的申請項目，將以培育項目的方式予以資助，具體研究方向如下：

1.?極高速流動的模擬理論與預(yù)示方法。

從微觀、介觀或宏觀不同描述層次發(fā)展新型極高速流動數(shù)值模擬方法，探索基于人工智能的復(fù)雜流動結(jié)構(gòu)特征提取與演化預(yù)測方法，完善不同流域極高速流動的模擬理論和方法體系。

2.?極高速流動及其輸運行為機(jī)理研究。

研究探測器極高速進(jìn)入行星大氣高溫復(fù)雜流動機(jī)理，闡釋地面實驗?zāi)M與真實飛行之間的差異性與相關(guān)性，揭示高溫流場中的輻射輸運與傳熱機(jī)理、多相態(tài)燒蝕產(chǎn)物輸運與致力致熱機(jī)理。

3.?多機(jī)制加熱環(huán)境表征與輻射熱耗散特性建模。

研究進(jìn)入行星大氣多機(jī)制加熱環(huán)境與防熱材料耦合的實驗?zāi)M表征方法，構(gòu)建數(shù)據(jù)/物理融合的熱載荷高效高精度反演方法，研究激波層輻射熱在防熱材料內(nèi)部的耗散特性，建立輻射穿透、吸收、散射等物理過程的精細(xì)化表征模型。

4.?防熱材料輻射調(diào)控與新型降熱技術(shù)。

提出防熱材料內(nèi)部輻射熱輸運特性的調(diào)控方法，發(fā)展輻射熱屏蔽與阻隔技術(shù)，探索輻射熱高反射、磁控降熱、輻射-對流協(xié)同防護(hù)等降熱新原理、新方法，突破傳統(tǒng)燒蝕防熱的性能瓶頸。

5.?行星大氣超高溫理化反應(yīng)機(jī)理研究。

發(fā)展第一性原理計算方法、高平動能重粒子/低能電子實驗技術(shù)，開展多自由度激發(fā)、電離、電荷轉(zhuǎn)移、輻射等物理過程和解離、化合等化學(xué)反應(yīng)過程的研究，揭示多種行星大氣組分及燒蝕產(chǎn)物組分非彈性碰撞散射機(jī)理，分析電子-核運動耦合的非絕熱效應(yīng)，獲取關(guān)鍵反應(yīng)系統(tǒng)性數(shù)據(jù)并量化置信度。

6.?超高溫大氣環(huán)境氣固反應(yīng)機(jī)理和參數(shù)研究。

發(fā)展高精度的理論計算方法和氣固作用實驗?zāi)M方法，研究行星大氣超高溫環(huán)境下氣固界面作用和傳能機(jī)理，揭示高激發(fā)態(tài)原子分子離子與固體表面相互作用機(jī)理，獲取相關(guān)碰撞動力學(xué)參數(shù)并量化置信度，構(gòu)建氣固反應(yīng)的多尺度模型。

（二）重點支持項目。

圍繞前沿科學(xué)問題和工程重大需求，對總體科學(xué)目標(biāo)有較大貢獻(xiàn)的申請項目，將以重點支持項目的方式予以資助，鼓勵跨單位聯(lián)合申報，申報項目須覆蓋以下單一方向中列出的全部內(nèi)容。具體研究方向如下：

1.?極高速熱化學(xué)非平衡流動多尺度模擬方法。

針對探測器極高速進(jìn)入行星大氣從稀薄流到連續(xù)流面臨的多尺度流動模擬難題：發(fā)展基于態(tài)-態(tài)模型的高效高保真熱化學(xué)非平衡流動數(shù)值模擬方法；發(fā)展微觀、宏觀不同尺度模擬方法的耦合算法；探索全流域統(tǒng)一模擬的多尺度數(shù)值計算框架及加速算法，形成進(jìn)入行星大氣極高速熱化學(xué)非平衡流動全流域高效精確預(yù)示能力。

2.?高時空分辨的極高速非平衡流動特性測試方法。

針對“非定常、非均勻”的極高速非平衡流動地面模擬實驗環(huán)境共性測試難題：發(fā)展極高速實驗來流氣體狀態(tài)參數(shù)瞬態(tài)測量與非平衡特性診斷技術(shù)；針對近壁面流動大梯度劇烈變化特點，發(fā)展近壁面超高溫流場組分/溫度/速度/光譜輻射等參數(shù)高時空分辨測量方法；探索極高速非平衡流場空間分布特性重構(gòu)方法，支撐復(fù)雜流動機(jī)理研究。

3.?進(jìn)入CO₂大氣多孔防熱材料燒蝕與性能退化機(jī)理。

針對探測器進(jìn)入火星大氣防熱設(shè)計場景：研究典型多孔防熱材料表面熱化學(xué)反應(yīng)與內(nèi)部熱解反應(yīng)機(jī)制；建立CO₂來流加熱條件下防熱材料表面/體積耦合燒蝕多場響應(yīng)分析預(yù)測模型；研究燒蝕過程中微觀結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律，結(jié)合實驗揭示關(guān)鍵性能退化機(jī)理。

4.?激波層輻射與材料燒蝕多場耦合機(jī)理及預(yù)測模型。

針對激波層強輻射與強對流耦合加熱環(huán)境的防熱設(shè)計需求：發(fā)展防熱材料內(nèi)部輻射熱輸運與熱解氣體引射表征模型，建立激波層輻射熱/對流熱與防熱材料燒蝕耦合傳熱傳質(zhì)分析方法；揭示防熱材料內(nèi)部熱輸運與熱傳導(dǎo)、熱化學(xué)反應(yīng)及氣體擴(kuò)散的多過程作用機(jī)理，形成防熱材料響應(yīng)的多場耦合預(yù)測工具并開展實驗驗證。

5.?行星大氣電子與重粒子散射態(tài)-態(tài)截面實驗研究。

針對探測器極高速進(jìn)入火星、木星和返回地球大氣場景：發(fā)展振動態(tài)分辨的高精度實驗測試技術(shù)；開展探測器等離子體鞘套能區(qū)的電子與火星、木星、地球等大氣典型組分碰撞的電子態(tài)激發(fā)、電離、振轉(zhuǎn)態(tài)激發(fā)和解離等動力學(xué)實驗研究，精確測量各反應(yīng)通道的分支比、絕對截面等動力學(xué)信息。

6.?行星大氣超高溫組分高精度光學(xué)參數(shù)研究。

面向探測器進(jìn)入行星大氣過程中繞流氣體及燒蝕產(chǎn)物組分光學(xué)參數(shù)精確獲取需求：研究高激發(fā)態(tài)能級結(jié)構(gòu)，及電子-核運動耦合對勢能曲線的影響；發(fā)展包含非絕熱效應(yīng)的高精度光學(xué)參數(shù)（電子-振動躍遷概率、極化率和碰撞展寬截面等）計算方法；發(fā)展高激發(fā)態(tài)光學(xué)參數(shù)的高精度測試技術(shù)，探索時間分辨光譜分析技術(shù)等先進(jìn)測試技術(shù)。

四、項目遴選的基本原則

（一）緊密圍繞核心科學(xué)問題，注重需求及應(yīng)用背景約束，鼓勵原創(chuàng)性、基礎(chǔ)性和交叉性的前沿探索。

（二）優(yōu)先資助能夠解決進(jìn)入行星大氣極端流動與傳熱中的基礎(chǔ)科學(xué)難題并具有應(yīng)用前景的研究項目。

（三）重點支持項目應(yīng)具有良好的研究基礎(chǔ)和前期積累，對總體科學(xué)目標(biāo)有直接貢獻(xiàn)與支撐。

五、2026年度資助計劃

擬資助培育項目20－30項，直接費用資助強度約為60萬元/項，資助期限為3年，培育項目申請書中研究期限應(yīng)填寫“2027年1月1日－2029年12月31日”；擬資助重點支持項目5－7項，直接費用資助強度約為280萬元/項，資助期限為4年，重點支持項目申請書中研究期限應(yīng)填寫“2027年1月1日－2030年12月31日”。

六、申請要求及注意事項

（一）申請條件。

本重大研究計劃項目申請人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：

1. 具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷；

2. 具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）。

在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的科學(xué)技術(shù)人員不得作為申請人進(jìn)行申請。

（二）限項申請規(guī)定。

執(zhí)行《2026年度國家自然科學(xué)基金項目指南》“申請規(guī)定”中限項申請規(guī)定的相關(guān)要求。

（三）申請注意事項。

申請人和依托單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀并執(zhí)行本項目指南、《2026年度國家自然科學(xué)基金項目指南》和《關(guān)于2026年度國家自然科學(xué)基金項目申請與結(jié)題等有關(guān)事項的通告》中相關(guān)要求。

本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交日期為2026年3月1日－2026年3月20日16時。

（1）申請人應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)（以下簡稱“信息系統(tǒng)”）中重大研究計劃項目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。

（2）本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學(xué)問題，對多學(xué)科相關(guān)研究進(jìn)行戰(zhàn)略性的方向引導(dǎo)和優(yōu)勢整合，成為一個項目集群。申請人應(yīng)根據(jù)本重大研究計劃擬解決的核心科學(xué)問題和項目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項目名稱、科學(xué)目標(biāo)、研究內(nèi)容、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費等。

（3）項目申請人在信息系統(tǒng)中選擇“在線申請”—“新增項目申請”—“申請交叉科學(xué)部項目”進(jìn)行項目申報。

申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”，亞類說明選擇“培育項目”或“重點支持項目”，附注說明選擇“進(jìn)入行星大氣極端流動與傳熱基礎(chǔ)科學(xué)問題”，受理代碼選擇T02，并根據(jù)申請的具體研究內(nèi)容選擇不超過5個申請代碼。

培育項目和重點支持項目的合作研究單位均不得超過2個。

（4）申請人在申請書起始部分應(yīng)明確說明申請符合本項目指南中的資助研究方向（寫明指南中的研究方向序號和相應(yīng)內(nèi)容），以及對解決本重大研究計劃核心科學(xué)問題、實現(xiàn)本重大研究計劃科學(xué)目標(biāo)的貢獻(xiàn)。

如果申請人已經(jīng)承擔(dān)與本重大研究計劃相關(guān)的其他科技計劃項目，應(yīng)當(dāng)在申請書正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請項目與其他相關(guān)項目的區(qū)別與聯(lián)系。

2. 依托單位應(yīng)當(dāng)按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作，于2026年3月20日16時前通過信息系統(tǒng)逐項確認(rèn)提交本單位電子申請書及附件材料，并于3月21日16時前在線提交本單位項目申請清單。未按時提交項目清單的申請將不予接收。

3. 其他注意事項。

（1）為實現(xiàn)重大研究計劃總體科學(xué)目標(biāo)和多學(xué)科集成，獲得資助的項目負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)承諾遵守相關(guān)數(shù)據(jù)和資料管理與共享的規(guī)定，項目執(zhí)行過程中應(yīng)關(guān)注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關(guān)系。

（2）為加強項目的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)項目群的形成和多學(xué)科交叉與集成，本重大研究計劃將每年舉辦1次資助項目的年度學(xué)術(shù)交流會，并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會。獲資助項目負(fù)責(zé)人有義務(wù)參加本重大研究計劃指導(dǎo)專家組和管理工作組所組織的上述學(xué)術(shù)交流活動，并認(rèn)真開展學(xué)術(shù)交流。

（四）咨詢方式。

國家自然科學(xué)基金委員會交叉科學(xué)部交叉科學(xué)二處

聯(lián)系電話：010-62329548

來源：國家自然科學(xué)基金委員會

平臺介紹:

我單位主要從事全國科技成果評價(各國家一級協(xié)會)、國家科技計劃項目申報咨詢、項目戰(zhàn)略研討、專家考察調(diào)研、科技政策培訓(xùn)、企業(yè)內(nèi)訓(xùn)等相關(guān)業(yè)務(wù)。在科技咨詢領(lǐng)域具有很強的政府背景、行業(yè)渠道、人脈資源及專業(yè)能力，為廣大科研工作者及科技型企事業(yè)單位提供專業(yè)化服務(wù)。

? ???擅長項目:?國家級科技成果評價（全領(lǐng)域）、社會科技獎勵、標(biāo)準(zhǔn)制定及參編、專精特新“小巨人”、制造業(yè)單項冠軍、國家企業(yè)技術(shù)中心、中央預(yù)算內(nèi)投資專項、超長期特別國債項目等。

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培訓(xùn)長期舉辦，如有相關(guān)需求及培訓(xùn)報名請及時聯(lián)系: 王主任, 電 話:13426056628(同微信)

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