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“空间湍动等离子体带电粒子探测技术”的研究：基于湍动太阳风的流速变化和飞船运动速度变化特征，设计多探头的联合探测，以实现对太阳风带电粒子的完备视场覆盖探测；研发高压快速扫描和交流调制的技术，以实现对湍动太阳风带电粒子流随阻滞电压变化轮廓的快速测量；研发微弱电流放大采集的技术，以实现对微弱湍动太阳风带电粒子流以及粒子流方向的准确测量；研究湍动太阳风带电粒子探测的反演方法，以实现对湍动太阳风等离子体微观和宏观状态的刻画；探讨其在行星际深空探测计划中对湍动等离子体探测的应用前景和科学价值。

“日球层边际能量中性原子探测技术”的研究：基于日球层边际处太阳风超热离子和局地星际介质中性粒子碰撞交换电荷产生能量中性原子的行为，设计具有大几何因子和栅格调制多像素阵列探测器的探头，以实现对日球层边际能量中性原子全天空分布图的快速测绘；研究多单元成像信号采集、放大和分析技术，研究高时间、空间分辨成像系统控制与集成技术，以实现多探头多像素对多方向宽能谱能量中性原子信号的精确探测；研究能量中性原子探测的反演方法，以实现对日球层边际能量中性原子能谱及其空间分布的准确测量；研究基于能量中性原子通量全天空分布反演日球层边际三维结构的方法，以实现对日球层边际三维结构及其动力学演化的获得；探究其在深空探测计划中对日球层边际三维结构刻画的应用前景和科学价值。