该项目研究的新型航天系统，是指由多个航天器构成，通过机动对接、集群飞行、空间操控等交互操作，实现突破传统航天限制、发展空间新能力的新概念系统。例如：由服务卫星、目标卫星、轨道仓库等构成的在轨服务系统，通过发展在轨加注、维修更换、在轨装配等新能力，突破传统卫星一次性发射与使用的限制，极大提高空间资源使用寿命与应用效益。新型航天系统的规模尺度更丰富，任务能力更先进，运营使用更稳健，但带来了系统总体设计的复杂性。在任务规划、平台设计与系统运营方而，面临巨大挑战，需要解决复杂动力学约束下的多航天器大规模任务设计、光/机/电/热耦合条件下的航天器多学科协同设计优化、随机/认知混合不确定性条件下的航天系统运营稳健优化等关键科学问题。

2004年以来，围绕上述基础问题，系统开展了新型航天系统总体设计优化理论创新研究工作，主要科学发现包括：①提出了新型航天系统任务混杂设计理论与方法，揭示了航天器轨道机动大尺度时空约束影响机理，高效实现了大规模多航天器系统任务全局优化。②提出了航天器多学科优化设计理论与方法，包括系列航天器学科代理模型训练机制和基于解耦并行的多阶段协同优化方法，学科分析时间降低3-4个量级，有效实现了新型航天系统多层次、多学科协同优化。③提出了新型航天系统全寿命运营的稳健设计理论与方法，包括随机/认知混合不确定性条件下的新型航天系统性能分析方法和序贯优化方法，实现了系统效用的高精度定量评价，系统运营优化效率提升80%以上，有效提升了长周期运行的高稳健、高可靠和高效益。科学发现系统发展了力学、数学等方面的新设计方法与手段，揭示了新型航天系统设计特性与规律，为新型航天系统研制提供了坚实的理论与方法支撑。

项目研究成果在我国载人航天工程中发挥了重要作用，所提出的交会轨道算法是神舟飞船历次交会对接飞行控制任务规划软件的核心算法，为提升我国“天宫”空间站运营效率和应用效益提供了重要支撑。项目成果应用于我国系列微纳卫星的总体设计与优化中，性能指标达到国际先进水平。作为组长单位之一，在“十三五”国家科技创新规划重大项目“深空探测及空间飞行器在轨服务与维护系统”立项中发挥了积极作用。

8篇代表性论著SCI他引203次、总他引666次，ESI前10%层次5篇，1人入选Elsevier中国高被引学者榜单，项目获湖南省自然科学一等奖和军队科技进步二等奖各1项、获国家杰青和优青资助各I项。论著获得陈士橹院士、周建平院士、黄文虎院士、美国工程院院士Scheeres教授、欧洲安全性与可靠性协会前主席Enrico Zio教授等国内外知名专家的高度评价。代表性博士论文分别获得2010年、2014年和2016年度全国(含航空宇航科学与技术学科)优秀博士论文，还获得湖南省/全军优秀学位论文11篇。在2017年欧空局主办的第九届国际空间轨道设计大赛中，应用该项目成果设计的“低成本碎片清除新型航天系统”，在与全球顶级航天机构的竞争中表现优异，获得亚军，为中国参赛队在该赛事中的最好成绩。

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