简讯

月表的辐射环境由于没有大气层阻挡,各种辐射可以直接抵达月球表面并与月壤相互作用。月球表面物质主要受到下列3种辐射源的辐照,即太阳风、太阳耀斑和银河宇宙射线。太阳风是由太阳发出的连续的等离子体     

月球表面次级中子辐射环境仿真研究

由于缺少磁场和大气,宇宙线高能粒子轰击月壤可以形成月球特有的强中子辐射环境,并对航天员和电子设备造成潜在威胁。文章采用蒙特卡罗方法仿真研究宇宙线高能粒子辐射与月壤成分核反应产生的次级中子能谱特征,给出不同太阳活动、不同月壤深度下月球中子能谱特征和空间分布特征。仿真结果表明,宇宙线高能粒子导致的次级中子随着月壤深度的增加先增大后减小,大约在1 m深度达到最大值,深度越深银河宇宙线诱发的中子贡献越大。相关结果可为我国后续载人月球探测任务的辐射防护设计提供参考。     

月球水冰赋存形态分析及原位探测展望

月球上是否存在水冰一直是月球探测的热点问题。文章分析了20世纪90年代以来国外数次月球遥感探测任务获取的基于雷达、中子探测仪和光谱仪的水冰探测数据。结果表明,月球上很可能存在水冰,特别是在极区的永久阴影区内,水冰可能局部分散式地分布在表层至米量级深度的范围内。但现有的遥感探测结果各有其局限性,未来需开展着陆探测任务对月球水冰进行直接证认。文章对此进行展望,并指出原位探测面临的若干工程问题。     

月球（火星）中子（水冰）探测仪初步方案研究

中子（水冰）探测仪在月球、火星和太阳系其它天体的水冰存在和含量分布的探测中有重要应用。文章主要介绍了美国、俄罗斯等国在月球、火星水冰探测中的中子探测仪的使用情况和探测结果,以及搭载于奥德赛（Odyssey）火星探测器上的中子谱仪、高能中子探测仪和＂月球勘测轨道器＂（LRO）上的月球勘测中子探测仪、计划搭载于美国＂火星科学实验室＂（MSL）上的中子反射动能测量仪的主要原理。最后提出了我国的一种中子探测仪的初步方案设想。     

深空环境中铁离子剂量场研究

银河系宇宙射线是深空辐射环境的重要组成部分,在长时间的深空探测中,银河系宇宙射线对宇航员的积累损伤不可忽视。对深空环境下银河系宇宙射线进行了研究,并重点讨论了银河系宇宙射线中Fe离子的剂量场性质。以CREME模型为基础计算得到Fe离子注量谱,对深空环境中的Fe离子的剂量学性质进行细致研究,分析研究了Fe离子的原初粒子造成的剂量场,及经过屏蔽后其碎片及次级中子对内部辐射场造成的影响及对剂量的贡献,并对结果进行了分析,得到的结果对载人航天具有重要意义。
     

火星表面辐射环境分析

火星表面没有全球性磁场保护,存在较强的辐射环境。文章基于Mars-GRAM模型和MCD模型的火星大气数据、"海盗号"(Viking Lander 1/2)及"探路者号"(Pathfinder)等测量得到的火星土壤数据、银河宇宙射线环境(CREME 96模型)以及太阳宇宙射线环境(1989年10月太阳事件),采用基于GEANT4的粒子输运方法,分析得到了火星表面辐射环境;并与"好奇号"火星车辐射评价探测器(Radiation Assessment Detector,RAD)实测值进行了比较。结果显示:次级伽马光子和中子通量分析值与实测值偏差不超过50%,辐射剂量分析值与实测值偏差不超过5%。火星表面辐射环境可用于分析航天员在不同位置处遭遇的人体剂量,作为载人火星任务着陆点数据参考。     

月壤原位成型技术工程适用性浅析

月壤原位成型技术作为月球资源原位利用技术体系中的研究热点,是在月表制造建筑材料及实施月表基础设施建设的关键。文章基于国内外月壤原位成型技术发展现状,根据未来可能的月壤成型任务提出了5种月壤成型技术,分析了其各自涉及的成型体性能与任务需求的匹配性,成本及能耗约束,环境适应性以及成型工艺流程的可实现性等;梳理了形成了月壤原位成型领域的发展建议,对于后续月球资源探测和开发具有一定的借鉴和指导意义。     

一种新型月壤水冰采样系统设计及试验验证

针对月球极区永久阴影坑深低温环境下，月壤水冰的硬度和机械强度很高，铲挖、钻进等常规采样方式难以实现低耗、快速采样的问题，提出了利用火工爆燃作动的动能侵彻方式快速构建月壤剖面孔洞，利用机械臂将采样工具送至孔内实施样品精确采集的新采样方法，并据此设计了新型月壤水冰采样系统。设计并研制了侵彻单元工程样机，基于力学等效性原则制备了拟实靶体，对工程样机的侵彻效能开展了试验验证。试验结果表明，对于单轴抗压强度30 MPa的模拟月壤水冰力学等效物能实现快速侵彻，侵彻深度可达234 mm,侵彻时间优于1 s。提出的侵彻式造孔和采样方法具有轻量化、低能耗、高效率、高强度月壤对象突破能力强等突出优势，可为后续月壤水冰采样探测任务提供有益借鉴。     

月球表面热环境数值分析

月球表面热环境的研究对探月活动有重要意义,本文用数值方法分析了月球表面的热环境.首先计算了不同纬度地区地表辐射平衡温度的周期波动,然后建立了月球地表土壤的一维非稳态热传导模型,用此模型计算了不同纬度地区地表温度的波动、月壤温度的波动及恒温层温度和深度,并讨论了月壤热物性对温度波动的影响.结果表明白天的地表温度主要取决于地表的辐射平衡温度,而夜晚的地表温度受到月壤热物性的影响.     

嫦娥五号探测器月面铲挖采样前后状态变化分析

为了深入研究月球演化历史以及太空环境对月球土壤的风化影响,需要定量分析月球表面物质与次表层物质的状态差异。研究提出一种依据彩色图像数据分析月壤状态差异的方法,利用嫦娥五号任务采样期间获取的月球表面铲挖前后的图像数据,分析了每次铲挖前后月球表面的图像灰度表现特性等特征,分析结果表明:月球次表层物质的平均反射率小于表面物质,全色谱段中的平均变化率为-24.71%;局部区域的月球表面次表层物质的平均反射特性基本一致,全色谱段中的平均变化率为-0.30%;月球表层颗粒形态与次表层颗粒形态可能不一致;月球表层颗粒与次表层颗粒组成和化学分子结构可能不一致。分析数据表明嫦娥五号采样位置铲挖前后的原态月壤和新鲜月壤存在明显状态差异,研究结果可为我国后续月球采样实施方案的改进提供基础数据。     

含冰月壤冻土钻取采样方案设计与验证

我国探月工程四期拟在月球南极开展着陆探测,目标之一是对月球永久阴影坑内的含冰月壤冻土进行采样和原位分析。根据对月壤采样分析技术特点和永久阴影坑环境条件的分析和总结,认为采样方案需要具有月壤冻土高效钻进、重复使用多点采样和获取碎屑形态样品的能力,由此提出使用深槽螺旋钻以回转冲击钻进模式进行月壤冻土采样的方案。从提高钻进能力、保证采样能力2个方面对深槽螺旋钻结构和作业规程的关键参数进行识别、分析与设计。使用CUG-1A模拟月壤,对钻具的钻进能力和采样能力进行解耦性试验验证,在4.0%含水率高密实度模拟月壤冻土中,钻具可以在140 N钻压力条件下达到45.8 mm/min的平均钻进速度,获取7 g以上月壤样品。文章的研究结果验证了使用深槽螺旋钻进行月壤冻土钻取采样的可行性,可为我国未来开展月球极区含冰月壤采样探测提供可选方案。     

月球车驱动轮牵引性能研究

研究在月球表面环境下行驶的月球车牵引性能,对保证其正常探测工作具有重要意义。以长白山火山灰为主要原料制备了应用于月面车辆力学试验中的模拟月壤,研制了月壤-车轮土槽测试系统,对有刺轮与光滑轮进行了牵引性能试验。试验结果表明,有刺轮的最大挂钩牵引力(DP)为光滑轮的5.2倍;当滑转率为10%时,有刺轮在硬路面上的DP为其在模拟月壤上的6.7倍。在此基础上,通过离散单元法(DEM)对驱动轮与月壤相互作用关系进行了细观分析,模拟出驱动轮下月壤颗粒的受力、位移、速度的分布规律及无牵引阻力条件下驱动轮的牵引性能。研究结果为月球车的性能评估和面向月球的高通过性行走机构研制提供基本方法和基础数据。
     

我环月卫星完成首轮联试

我国将于2006年发射的绕月卫星的全部探测仪器目前已经研制成功,1月6日完成了首轮联合测试。该卫星将对月球资源和空间环境进行为期1年的探测。绕月卫星的主要任务是获取月表三维立体影像、分析月表有用元素含量和物质类型的分布特点以及探测月壤厚度和地球到月球之间的空间环境。此次测试的探测仪器共有24件,都是为实现这些目标而设计的。它们包括伽马射线谱仪、X射线谱仪、专用相机、成像光谱仪、太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器等。下一步科学家们将重点解决这些仪器在火箭发射时的振动、冲击以及空间真空、高低温和辐射环境中正…     

未来我国发展月球车的初步设想

一、月球探测具有重大的历史意义月球是地球的近邻，也是地球唯一的天然卫星。从２０世纪５０年代末至７０年代初，前苏联共向月球发射了３２个探测器，与此同时，美国也向月球发射了２１个无人探测装置。人们利用从月球采集到的３８２．７千克月球土壤和岩石样品，对月球表面环境、月壤物理化学性质、陨石坑的分布以及月球资源的开发前景等进行了系统的研究，获得了大量的科学数据。人们惊奇地发现原来月球的资源非常丰富，开发利用的前景非常广阔，同时发现开展月球探测有其深刻的科学技术意义、深远的社会和经济意义以及重要的军事意义和…     

搭建嫦娥二号——航天科技集团公司九院704所精心研制嫦娥二号测控设备侧记

举世瞩目的嫦娥二号卫星发射圆满成功后,在浩瀚的宇宙深空高速运转．准确接收来自地面的指令,对月球表面元素分布、月壤厚度、地月空间环境进行科学探测．并将珍贵的数据资料源源不断地传回地面,为我国绕月探测工程下一步实现月面着陆奠定了重要基础。卫星在太空中就如同放飞于天空的风筝,     

深空辐射环境对航天活动的危害及对策

深空辐射环境是影响深空探测任务的一个主要因素,它主要包括太阳粒子事件、银河宇宙射线、俘获辐射带和黑体表面辐射。文章分析了它对航天活动的危害,并探讨了相应的对策。     

月面和近月空间环境及其影响

月球探测器所经历的月面和近月空间环境主要包括：月面低重力、月面温度、近月空间辐射、月壤、月尘、月面地形地貌、月面静电等。文章在对月面和近月空间环境研究的基础上,结合国外月球探测器在月球环境方面的研究成果,分析了我国月球探测器所经历的月面和近月空间环境特点及其影响效应,并提出相应的改进措施或必要的试验验证,可为月球探测器的研制提供参考。     

前途未卜的月球寻水

美国国家航空航天局(NASA)希望能在2018年之前,将航天员重新送上月球,最终建立永久性月球基地,为登陆火星做准备。俄罗斯航天局也计划实现航天员登月并建造月球永久基地。而欧空局(ESA)则计划建设月球制氧工厂和其他设施,在月球上形成一个宇宙探索的前哨基地。但是,这些重大计划都基于一个冒险的预言:在某个处于永久阴影下的月球极地陨石坑中能够找到水冰。于是,在月球上能不能找到水冰就成了焦点,成了月球探险成败之关键。前苏联(Luna 1,1959)、美国NASA (Apollo 11,1969)、欧洲ESA(MORO,2003)、日本(月亮女神,2007)和中国(嫦娥,2007)纷纷挤上了月球找水的独木桥,开始了前途未卜的月球寻水之旅。有的很直率,开诚布公地讲明要找水,有的则拐弯抹角,留有余地,非常含蓄。总的来看,国际上的月球寻水从上世纪五十年代末到现在,大致经历了乐观、质疑、验证和谨慎这四个阶段,我们不妨回头看一看人类在月球上的寻水之旅。     

各国登月计划及载人登月的目的与可行性简析（下）

二、国外载人登月的目的 21世纪人类"重返月球"到底要去干什么?从科学探测与研究的角度综合分析,主要应该有如下一些目的:①更加深入地了解月球,包括月壤成分、月核组成、地质结构、形成过程、大气和对月球探测的影响等;②了解太阳系以及行星(主要包括地球)的起源与演变;③研究地/月系统的形成与变化;     

开发月球车用的月表环境的地面模拟方法研究

当前中国正在进行自己的探月工程,预计将会发射月球车登陆月球表面.在研制月球探测器过程中,为了在地面验证月球车的可靠性和各项功能(如着陆冲击、自主巡航和遥控),必须建立相应的地面试验中心.根据目前对月球表面环境的认识和现有的仿真技术,文章提出了实现月表综合环境模拟的试验设施的设想.由于月球表面环境非常恶劣并且月表的地形也非常复杂,文章提出了一种组合式月表环境模拟器的设想.主要部分是模拟各种月貌特征(如陨石坑、斜坡、沟壑等)的可移动单元.每个单元是一个用模拟月壤制作的小沙盘,其化学成分、组成颗粒分布和力学性能和已经获取的真实月壤样品相似.根据不同的试验要求,选择相应的单元按照一定的规律组合成为试验场.这样在有限的场地面积内可以按需实现对月表不同地域的地貌特征模拟.同时,可以选择少量单元的组合构成更小规模的试验场,以方便与其它环境模拟器(如落塔,热/真空容器等)联合,实现模拟月表的综合环境.