极区月壤和水冰形成演化机制及物理特性研究

月球极区独特的光照条件和表面环境特征是水富集和保存的理想场所,探测永久阴影区内的水冰对科学研究和开发利用月球资源具有重要的意义.综合调研了国际上在月球极区开展的理论研究和遥感探测成果,阐述了极区地质、表面光照条件和热环境特征.介绍了极区月壤和水的形成演化机制及水冰可能的赋存状态.系统梳理了国际上关于极区水冰的探测历程和...     

可持续性月球水资源提取利用设计与分析

月球极区水冰资源开发利用是月球基地建设和可持续性运行的重要支撑技术之一。在对月球南极永久阴影区的工作地点进行选址的基础上，调研了国内外月球极区水冰资源开发利用计划、实施方案和发展趋势。提出了一种可持续性月球极区含冰月壤水资源提取利用方案，由移动式基地载具、原位钻取机器人和可移动式反射镜组三部分组成，具有灵活布置以持续性开采阴影坑内水冰资源的能力。对所设计方案的物质流和能量流进行了计算建模，并进行了程序化分析。计算结果表明，通过提升太阳能传递效率、光电转换效率、热提取加热效率和水电解效率，初始水冰质量含量高于5.0%,可以显著减少系统任务的总能耗。方案设计与分析结果可为中国月球基地任务提供参考。     

月球水冰资源综合开发技术研究概况

水冰作为月球的重要资源，是未来月球科研站以及月球基地建设和运行的基本保障，开展月球水冰资源综合开发技术研究是目前各航天大国的关注热点之一。本文调研了有关月球水冰的探测和研究成果，阐述了月球水冰的赋存状态与分布特征，详细分析了月球水冰资源在开采提取、分离纯化、储存运输和分解利用等环节的技术方案，并简要评述了各个方案的优缺点。结合中国未来国际月球科研站的建设规划与美国以建立月球基地为目标的阿尔忒弥斯（Artemis）计划，评价分析了适宜开展月球水冰资源综合开发的地区和可行的技术方案，为中国在月球两极地区的水冰资源开发利用方案提供参考。     

月壤水冰组构模拟及力学特性测试分析

针对月球遥感探测无法获知月壤水冰物理力学特性的定量信息,分析了月壤水冰采样探测与原位利用的技术难点,提出一种基于"相似性、等效性、均一性与覆盖性"的月壤水冰组构模拟方法,并在月面极区拟实温度环境下开展抗剪强度与泊松比测试,获得温度与含水率对月壤水冰力学特性的影响规律,得到了在特定条件下月壤水冰抗剪强度与泊松比的包络范围...     

美国载人重返月球动机之我见

对美国载人重返月球的动机有各种说法,如何来正确分析认识这些说法是非常必要的。透过这些分析来比较客观地认识美国载人重返月球的真正动机,对于梳理我国实施月球探测计划的发展具有一定的借鉴意义。1关于载人重返月球动机的各种说法1．1探寻水冰之说在几次月球探测任务中,如1994年的“克莱门汀”,（Clementine）、1998年的“月球勘探者”（Prospector）,美国都对外宣称发现了月球可能存在水冰的证据,     

动能侵彻式星壤物性原位触探技术研究进展

动能侵彻式原位探测是一种获取星壤剖面结构、物质成分和物性参数的有效技术手段.综述了星壤剖面动能侵彻式原位探测技术的研究现状和发展趋势,提出了动能侵彻式原位触探的关键技术及其解决途径;结合中国未来深空探测总体规划和关键技术攻关需求,提出了适用于月球、火星及小天体的动能侵彻式原位触探方案,为即将实施的地外天体着陆探测工程立...     

航天探月找水冰

月球上有没有水迹,乃是航天探月活动中最为引人关注的问题之一。好在这方面已有一些进展,并成为人们谈论的话题。 探测月球水冰 早在1994年5月,美国科学家就从克莱门汀1号无人探测器发回的雷达信号上发现,月球南极上有冰层,储存着数以10亿吨计的冰水。后来,美国国防部于1996年12月,曾根据该航天器拍摄的月球雷达图像认定月球南极地区存在着冰湖。但这个结论因缺乏     

“月球坑观测与感知卫星”将撞击月球

2009年6月,“月球坑观测与感知卫星”（LCROSS）将作为次要载荷与“月球勘测轨道器”（LRO）同时发射升空。1概述LRO与LCROSS是美国航空航天局（NASA）多项无人月球探测计划的第1项任务,主要目的是：研究、测绘和了解月球表面的情况,探测未来的潜在月球着陆点;勘察月球极地永久阴影区的水资源,验证“克莱门汀”（Clementine）和“月球勘探者”（LunarProspector）探测器对月球水冰的探测结果,为航天员重返月球作准备。     

苏联无人采样返回任务取得巨大成就

月球(Luna)计划是苏联的两个月球探测计划之一,其第1次任务是1959年1月的月球-1探测器飞越月球,最后1次任务是1976年8月的月球-24采样返回。月球系列计划共成功发射24次,其中7次任务失败。在成功的17次月球任务中,包括2次月球飞越任务,6次月球着陆任务,6次月球轨道器任务,3次采样返回任务。1970年9月-1976年8月,月球-16、20、24进行了3次月球采样返回,共带回月球土壤样品约330g。尽管在实施该月球计划过程中有多次任务发射失败,但这一计划使苏联在月球探测方面取得了多个第一,例如:探测器首次飞越月球;首次进入月球轨道;首次获得月球背面照片;首次实现月球撞击;首次实现月球软着陆;首次实现月球采样返回。     

月表温度和地形对科研站选址的影响

月球极区具有独特的地理特征和潜在的水冰资源,是未来月球科学探测和基地建设的优选区域。但月球极地具有太阳光照条件差异显著、月地直接通信范围有限、月表温度变化幅度大、地势陡峭等特点,对选址研究提出了巨大挑战。定量化地研究月球极地相对宜居区的温度和地形分布,对于深入探索月球极地具有重要意义。利用月球勘测轨道器(LRO)上搭载的激光高度计(LOLA)和辐射计(Diviner)的观测数据产品,建立了一种月球相对宜居区的评估方法;并以月球南极为目标选取了典型的相对宜居区,对相对宜居区内的表面温度的日变化和季节变化特征进行了研究,分析对比了各相对宜居区的地形坡度、表面粗糙度和地形高度分布等情况。其中区域A(Scott M附近)地处月球南极的相对高地(约3～7 km),坡度(中位数为8°)和表面粗糙度(小于2 m)适中;区域B(de Gerlache附近)最靠近南极中心,太阳可见度可高达0.8,坡度较陡(中位数为12.4°),表面粗糙度适中(小于2 m);区域C(Amundsen附近)的地势最低(约-1.8～-0.5 km),太阳可见度(小于0.6)和地球可见度(小于0.5)最小,地形坡度最缓(中位数...     

月球表面水冰的探测和意义

综述了月表水冰的发现，探测技术，水资源的存在形式，分布，资源量，月表水的运移和利用前景，已有的探测表明，月球上的水资源主要分布在两极的永久阴影区内，储量约为66亿吨。月表水冰主要分布于两极永久阴影区中的原因，是月球上的水可以通过弹道式跳跃逐步迁移到温度低的地区所致。本文认为月球上是否存在水对于人类进行月球基地的建设没有根本性的影响，而利用月球玄武岩中钛铁矿的反应来获取水，是更为简便和经济的方法。     

我国深空探测任务电源系统发展需求

针对我国后续月球极区探测、小天体探测、火星探测、木星系探测深空探测重点任务,在梳理分析每个探测任务约束的基础上,提出电源系统的具体需求;对上述4个方向的深空探测任务的电源系统需求进行归纳总结,提出我国后续深空探测任务的电源系统主要发展建议,具体包括宽温度和光强适应性、抗辐照的太阳电池阵,轻小型智能化的电源控制装置,高功率密度的电源系统MPPT拓扑;最后对同位素温差发电技术进行了发展展望,为后续深空探测电源系统研究和设计提供参考。     

月面复杂地形表层采样可采点确定方法

表层采样是获取地外天体特性的重要手段,是目前原位探测与采样返回样品获取的重要方式。实施月球表层采样过程中,月面复杂地形将对大尺度采样器工作带来约束。结合一类大尺度表层采样器,分析了月面复杂地形的影响,提出了表层采样的可采样充分条件,构建了以可视区分区、分区延伸、局部平均法向量稀疏、基点包覆检测相结合的并行可采点确定方法。仿真结果表明,该方法可准确确定复杂地形下表层采样可采点,分区并行计算可有效提升可采点的确定效率。     

中国月球及深空空间环境探测

深空探测承载着人类航天技术发展、探索宇宙奥秘和寻找地外生命及人类宜居地的重任,成为各航天大国关注的热点。我国月球与深空探测虽然起步晚,但起点高,正在追赶并将实现领先。简要回顾了我国月球及深空空间环境探测的载荷情况、数据结果、理论和应用研究成果,简述了当前在研的自主火星空间环境探测目标以及规划中的未来深空探测任务,并根据当前国际发展态势,及我国在研、规划中的月球及深空探测任务情况,分析了我国月球及深空空间环境探测的关键科学问题、载荷技术发展趋势、理论与模拟的研究需求,最后对深空环境探测进行了展望。     

月面钻取式自动采样机构的设计与分析

月面自动采样机构是月球探测的重要工具之一,对实现月壤采样起着关键作用,是中国月球探测任务中急需解决的关键问题.文章提出了一种用于深层月壤样品采集的、具有同轴双管单动钻具和柔性取样袋的钻取式自动采样机构设计方案,详细阐述了采样机构的功能、组成与原理.通过对采样过程的力学特性进行分析,得到钻杆螺旋叶片升角为14°、轴向进给速度为5.7 mm/s和回转角速度为13.1 rad/s时钻进效果最优;且为获取1m深度月壤,钻杆直径不能小于7 mm.利用土力学仿真分析软件ABAQUS建立了月壤和钻具的力学模型,对钻具钻入月壤过程进行了动力学仿真,结果为钻进阻力约300 N、钻进阻力矩7.5 N·m.     

美国再掀探月新高潮

继日本、中国、印度在2007年～2008年先后各发射1颗月球探测卫星之后,美国将在2009年4月24日一举发射2个月球探测器,并且其中一个要对月球进行十分猛烈的撞击式探测,从而使全球月球探测活动趋向白热化.     

"牧羊人"魂归何处?

撞月地点位于月球南极卡比厄斯月坑的永久阴影区，科学家认为在月坑永久阴影区有可能存在水冰。水冰可能来自撞击月球的彗星。月球南极的卡比厄斯月坑大约位于南纬85度、东经310度。     

一片冰心在玉壶“月球勘探者”证实月球存在水冰

一片冰心在玉壶“月球勘探者”证实月球存在水冰□□１９９８年３月５日，美国航宇局的刘易斯研究中心，向新闻界公布了“月球勘探者”探测器获得的第一批月球探测结果，证实了月球上确实存在水冰，并初步测算出月面上水的总储量可能在１１×１０６ｔ～３．３×１０８ｔ之...     

月球又将迎来两次"亲吻"——美国的"月球环形山观测和感知卫星"

继2006年9月3日欧空局的斯玛特-1月球探测器成功撞击月球表面之后,2009年美国的"月球环形山观测和感知卫星"将对月球进行2次连续撞击,在月球南极寻找水冰.     

月球和火星探测的频率需求

月球和火星探测的频率需求１）□□空间频率协调组（ＳＦＣＧ）的月球和行星探测工作组经过协调后，为月球和火星探测在１９９６～２０１６年的频率需求提出了初步意见。下面按预期发射的时间顺序列出，供参考。１“火星全球勘测者”（ＭａｒｓＧｌｏｂａｌＳｕｒ┐ｖｅｙ...