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。     

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...     

月球极区水冰采样探测技术综述

面向月球水冰科学探测需求,根据月球极区环境及水冰特性,总结了实施月球极区水冰采样探测任务面临的挑战及所需的关键技术.根据水冰采样点选址预判需求,概述了力学触探、热电物性触探、雷达探测、光谱探测、中子谱探测5种方法;面向表层暴露水冰采样需求,阐述了铲挖式、浅钻式、磨削式3类表取采样技术;根据次表层埋藏水冰采样需求,概括了...     

月球软着陆动力下降制导控制技术综述与展望

未来的月球着陆任务将着力于开发月球资源、建立月球基地,这些都离不开月球软着陆技术的支持;而要实现探测器在预选点安全精确地着陆,就离不开动力下降制导控制技术的支持。本文系统地总结了两种成功的月球软着陆及其制导方式,对已有的制导控制方案及其研究进展进行了详细的阐述和对比分析。以未来的月球采样返回和月球基地任务为潜在工程目标,对下一代的月球软着陆动力下降的制导控制及其所涉及的关键科学技术问题进行了比较全面的分析和展望。     

我国月球科研站建设运营的商业化思考

<正>我国探月工程完成“绕、落、回”三步走战略规划后,已经跨入一个新阶段,即建设月球科研站阶段,未来旨在推进应用型月球科研站建设。为充分利用传统航天活动的相关经验,发挥商业航天在创新技术、产业市场、低成本控制等方面的相对优势,把各方面的优势技术和产品资源整合起来,提高投资效益、降低实施风险,共同推进月球资源开发利用的可持续发展。本文重点梳理国外月球探索过程中的商业化场景,然后提出在我国月球科研站建设运营过程中引入商业化力量,提高月球科研站建设运营的总体效能和建设水平。     

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...     

月球基地建设方案设想

随着月球探测的深入发展,国内外众多月球探测方案和月球开发计划均将月球基地建设作为一个重要目标。月球基地建设将服务于后续无人月球探测和载人登月探测任务。通过月球基地的功能和意义分析,对月球基地的选址约束、建设步骤和实施过程提出了初步构想,并针对典型的探测站/器进行了分析。在此基础上,根据我国运载能力,提出了月球基地方案构想,并对月球基地建设的若干关键问题进行了初步探讨,可为后续月球基地建设提供参考。     

“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。     

俄拟2020年后发射月球车

作为建设有人月球基地的第一步，俄拟在2020年后发射两辆月球车，并在2022年发射一个着陆站。俄科学家的核心目标是研究月球极区及气体尘埃外大气层，采集土样，并找出最适宜建设月球基地的区域。     

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,     

俄航天局重提建设永久性月球基地

俄罗斯联邦航天局局长波波夫金表示，该局正在与欧洲和美国伙伴就在月球上建设有人居住科研基地进行磋商。他说，我们不想只满足于让人踏足月球。     

月球基地建设前的准备工作

建设月球基地是人类历史上一项宏伟而庞大的航天工程，需要花费巨大的财力、人力和物力，因此在开始建设之前一定要做好前期准备工作，否则基地将难于顺利建成．即使建成也难于完成预定任务达到预期效果，在各种前期准备工作中，最主要的是用探测器对月球进行全面的探测，选好基地的地址，另外就是研制月球机器人，为基地建设做前期准备。     

"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。     

展开式月球基地热防护结构方案研究

建设月球基地是人类探测、开发和殖民外太空的第一步,也是最重要的一步。设计了一种新型的展开式月球基地方案,由空间可展开桁架结构与柔性热防护层合薄膜组成。设计了可展开桁架结构的9组拓扑方案和层合薄膜的7组设计方案,进行结构设计方案和强度、刚度与稳态热分析,确定最优的设计方案。针对展开式月球基地的最优设计方案,分析了整体结构性能,包括静力分析、模态分析及3种工况下的稳态热分析。分析结果表明:所设计的最优方案具有较好的结构力学性能和热防护性能,为月球基地的方案选型、结构设计与热防护系统设计提供了技术支持。     

开发利用月球的新思路

1 引言 □□中国终于要探月了！ 关于探月的意义，有政治、科学、技术、经济以及外交等诸多方面。其最终目的是开发和利用月球，即开发和利用月球上的资源和环境。月球上的确有丰富的矿物资源，地球上所有的元素，月球上基本都有，但是否有开采价值，还是疑问。而人们真正感兴     

月球表面是什么样子?

20世纪,载人航天的成就是人类登上月球、发展航天飞机和建造大型空间站;21世纪,人类太空探索的目标是重返月球和飞向火星。所谓重返月球并不是重复美国阿波罗航天员的登月活动,在月球上停留几个小时或几天,而是将在月球上作长期或永久性停留。要在月球上作长期或永久性停留,就必须建造月球基地。所谓月球基地就是航天员在月面上长期工作和生活的场所,保障航天员在月球恶劣环境中生命安全和身体健康的基本条件。建造月球基地首先要了解月球,特别是月球表面的环境和地形,否则就不可能为月球基地正确选址,也不可能很好完成基地建设和在月球上的…     

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     

人类探索月球史

国际宇航界近年来重提登上月球,建立月球基地,开发月球资源,将月球作为人类向太阳系进军,载人飞向火星的前哨阵地和后勤支援基地。月球基地除了具有近地轨道空间站的优点外,还有它独到之处,如不需要轨道维持系统,可供开发和利用的矿产资源等。当然,建立月球基地不是一二个国家能担负起来的,它将是世界范围空间合作的产物。本期刊登的两篇文章,回顾了人类探索月球的历史,直到阿波罗载人登月这一历史壮举,并向读者介绍一点国际上对建立月球基地的设想。     

月球基地能源系统初步研究

建设月球基地、深入开展月球探测是后续深空探测发展的必然趋势,能源系统是维持月球基地正常工作的基本条件。结合月球基地能源需求和月面环境特点,确定了能源系统的基本要求;对比分析了各种能源类型的特点及应用前景,明确了初级阶段月球基地能源系统应以太阳能的利用为主要方式,核心技术是解决太阳能的高效存储问题;通过储能技术的分析,提出了热化学制氢结合氢氧燃料电池及光伏发电装置的能源系统方案,并对系统设计的关键技术进行了分析,相关内容可为月球基地的深入论证及其能源系统的具体设计提供借鉴。