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月面原位水资源获取技术与发展趋势
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作者 张鹏 刘光辉 +7 位作者 刘欣 张光 郑海菠 代巍 王之 牛冉 薄正 高铭 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期309-317,共9页
随着深空探测活动的持续推进,月球探测已成为开展行星际探测的重要部分.月球原位资源利用是保障载人月球探测及月面长期驻留的关键技术途径,中国已将月面原位水获取方法列为月球探测的关键技术之一.月面原位水获取方法主要分为极区水冰... 随着深空探测活动的持续推进,月球探测已成为开展行星际探测的重要部分.月球原位资源利用是保障载人月球探测及月面长期驻留的关键技术途径,中国已将月面原位水获取方法列为月球探测的关键技术之一.月面原位水获取方法主要分为极区水冰勘探开采和月壤氢还原制水两种技术途径.现有勘探到的水冰资源主要位于月球极区,分布不均匀,开采难度大.目前研究提出了多种不同类型的极区水冰勘探开采方法,但实际效果有待月面原位试验验证.月壤加氢还原制水技术方法工作条件不受区域限制,应用范围较广,但仍存在反应条件要求高、能耗大等技术限制,未来需在节能和有效矿物成分富集等方面有所突破. 展开更多
关键词 月球探测 原位水获取 水冰提取 月壤氢还原
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月球科研站关键区域智能选址及其典型环境要素分析
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作者 冯永玖 唐盼丽 +8 位作者 陈书睿 席梦镕 叶真 金雁敏 刘世杰 李浩腾 王蓉 李鹏朔 童小华 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1163-1170,共8页
为服务未来国际月球科研站(ILRS)任务,搜索到符合科学目标和工程安全要求的探测区域,开展了着陆探测智能选址,以及着陆区典型要素和巡视可达性的综合分析。在着陆选址方面,基于1D-CNN选址模型在南极Scott M的西南侧遴选并划定了4个预选... 为服务未来国际月球科研站(ILRS)任务,搜索到符合科学目标和工程安全要求的探测区域,开展了着陆探测智能选址,以及着陆区典型要素和巡视可达性的综合分析。在着陆选址方面,基于1D-CNN选址模型在南极Scott M的西南侧遴选并划定了4个预选着陆区;针对着陆区关键要素,对实时光照和辐射、物理温度剖面、水冰赋存等环境特征进行了遥感探测与精细分析;针对巡视可达评估,采用顾及能量耗费的路径规划模型,评估预选着陆区中心点至潜在水冰点的巡视可达性。结果表明,预选着陆区均满足着陆适宜性,具有地形安全性高、供能高等特征。该研究的综合分析方法也可用于评估其他潜在着陆区的典型环境特征,为ILRS的着陆选址和科学目标巡视探测提供有益参考。 展开更多
关键词 月球科研站 着陆选址 典型环境要素 路径规划 Scott M
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月球与行星科学多模态大模型的概念及应用初探
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作者 雷丹泓 刘建忠 +4 位作者 朱凯 刘敬稳 任曼 张圣 张莉 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期343-351,共9页
自2022年底一系列大型语言模型(大模型)发布以来,以大模型为研究热点的新一代人工智能、(AI)技术在各行各业引起高度重视,随即出现的专业大模型更将重塑千行百业。月球与行星科学领域作为科学技术前沿的代表,建立该领域的专业大模型是... 自2022年底一系列大型语言模型(大模型)发布以来,以大模型为研究热点的新一代人工智能、(AI)技术在各行各业引起高度重视,随即出现的专业大模型更将重塑千行百业。月球与行星科学领域作为科学技术前沿的代表,建立该领域的专业大模型是今后的必然趋势。本文在多模态大模型的基础上首次提出了月球与行星科学多模态大模型的概念,并从其定义、设计及应用场景等细节展开详细阐述和讨论。模型旨在帮助更多人认识月球并了解月球,同时协助更多学者处理并分析月球与行星数据,促进挖掘月球与行星大数据间的隐式或非线性关系,主动发现并解决未知科学问题,率先推动大数据驱动科学发现这一新的研究范式在行星科学领域落地生根。 展开更多
关键词 月球与行星科学 多模态大模型 大数据 人工智能
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月壤中子辐射环境原位探测任务与载荷设计
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作者 程雅苹 郭万磊 +2 位作者 唐振宇 杨勇 杨晓宁 《空间科学与试验学报》 CSCD 2024年第1期63-71,共9页
由于月球没有大气层和全球性的磁场保护,使得高能宇宙线直接与月壤物质的原子核发生散裂反应产生大量中子。月球中子既是载人登月和国际月球科研站辐射防护的主要对象之一,也可用于月球水资源勘查及月球起源、演化历史研究。迄今只有阿... 由于月球没有大气层和全球性的磁场保护,使得高能宇宙线直接与月壤物质的原子核发生散裂反应产生大量中子。月球中子既是载人登月和国际月球科研站辐射防护的主要对象之一,也可用于月球水资源勘查及月球起源、演化历史研究。迄今只有阿波罗17任务测量了月壤2米深度内的中子数密度,文章提出将中子探测载荷部署在月壤钻取后形成的钻井中的任务设想,相比阿波罗任务,月壤钻井中子探测在原位、近实时、多能区等方面具有创新性。基于氦-3正比计数管技术的月壤中子探测载荷重量0.9 kg、功率9 W,对月壤内部水的灵敏度可达500微克每克。月壤钻井中子载荷将极大的丰富月球探测任务的科学与工程产出。文章中的相关方案和技术还可应用于后续其他地外天体的深空探测任务。 展开更多
关键词 深空探测 月壤中子辐射 月球水冰 氦-3正比计数管 载荷设计
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利用固体潮研究岩石天体的深部结构
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作者 肖驰 李斐 +4 位作者 鄢建国 叶茂 原田雄司 郝卫峰 邓青云 《地球与行星物理论评(中英文)》 2024年第5期537-551,共15页
经过地球物理学的长足发展,我们有着丰富的手段来研究地球的内部结构.然而对于地球之外的其他天体,研究其内部结构的手段却仍然十分有限,往往依赖于轨道探测器、着陆器以及天文观测获取的大地测量数据.在这之中,固体潮对研究其内部结构... 经过地球物理学的长足发展,我们有着丰富的手段来研究地球的内部结构.然而对于地球之外的其他天体,研究其内部结构的手段却仍然十分有限,往往依赖于轨道探测器、着陆器以及天文观测获取的大地测量数据.在这之中,固体潮对研究其内部结构有着重要的意义.固体潮汐形变和其带来的潮汐耗散提供了关于行星内部结构,尤其是深部核幔边界及核心部分的关键信息.本文将全面地对利用固体潮汐参数(包括潮汐勒夫数及潮汐品质因子)研究岩石天体的深部结构进行综述.首先对固体潮的基本理论、潮汐参数以及黏弹性模型进行了介绍,建立了天体内部结构参数与其外部固体潮汐响应之间的关系.之后对现有利用固体潮汐参数研究水星、金星、火星及月球这些岩石天体的内部结构的工作进行了回顾与总结,可以发现固体潮汐参数是一种对天体深部结构进行约束的有效手段.本文进一步提供了未来探测任务获取的高精度数据对研究天体深部结构的贡献.然而,目前固体潮汐参数对天体深部结构研究中也存在一些问题.例如不同黏弹性模型之间耗散强度的差异性问题、黏弹性模型的短周期实验数据和宏观长周期理论计算结果之间的不匹配问题等.本文也针对这些问题进行了讨论和分析,并对未来的研究方向进行了展望. 展开更多
关键词 固体潮 潮汐响应 黏弹性 内部结构 岩石天体
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太阳系天体熔岩管探测研究现状
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作者 佘星阳 王江 +3 位作者 黄俊 赵健楠 赵佳伟 肖龙 《深空探测学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第4期313-327,M0001,M0002,共17页
由火山熔岩流动和冷却过程形成的熔岩管已经在太阳系多个天体表面被发现,成为了认识类地行星火山活动和热历史的窗口。同时,由于熔岩管内部具有恒温和防辐射的特点,也是未来人类探测活动或地外生存的天然庇护所,因此具有极为重要的科学... 由火山熔岩流动和冷却过程形成的熔岩管已经在太阳系多个天体表面被发现,成为了认识类地行星火山活动和热历史的窗口。同时,由于熔岩管内部具有恒温和防辐射的特点,也是未来人类探测活动或地外生存的天然庇护所,因此具有极为重要的科学和工程应用价值。总结了熔岩管的形成机制、探测和识别方法,月球和火星等太阳系不同天体表面熔岩管的分布,探讨了熔岩管探测的科学意义和应用前景,提出地球熔岩管是开展行星熔岩管类比研究和探测的重要对象,并进而介绍了熔岩管类比研究的理论和方法,为未来地外熔岩管的探测提供理论依据和模拟实验支撑。 展开更多
关键词 熔岩管 火山活动 太阳系 行星探测
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基于“嫦娥五号”月壤的TJC-1模拟月壤研制
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作者 胡家骏 俞可权 郭晓潞 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第4期389-396,共8页
认识“嫦娥五号”(Chang’E-5)月壤对人类理解月球具有重要意义。为满足月球基地原位建造用地聚合物3D打印试验对月壤的体量需求,基于Chang’E-5月壤的化学成分、物相组成和粒径分布,对标研制了全新的模拟月壤TJC-1。调查发现,满足低硅... 认识“嫦娥五号”(Chang’E-5)月壤对人类理解月球具有重要意义。为满足月球基地原位建造用地聚合物3D打印试验对月壤的体量需求,基于Chang’E-5月壤的化学成分、物相组成和粒径分布,对标研制了全新的模拟月壤TJC-1。调查发现,满足低硅低铝条件的原料玄武岩在中国分布相当有限。经优选原料玄武岩进行粉磨制备,表征结果显示:TJC-1模拟月壤的SiO2和Al2O3含量分别为41.10%和12.02%;主要物相为普通辉石、钙长石和镁橄榄石;粒径分布与Chang’E-5月壤接近、中值粒径为40.09μm;微观形貌能够观察到与Chang’E-5月壤颗粒相似的锋利棱角形状。以上结果表明,所研制的TJC-1模拟月壤与Chang’E-5月壤具有很好的相似性,可用于模拟月壤地聚合物3D打印进行智能建造月球基地的研究。 展开更多
关键词 嫦娥五号 月壤 模拟月壤 地聚合物 月球基地
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Stepped-up development of accelerator mass spectrometry method for the detection of ^(60)Fe with the HI-13 tandem accelerator 被引量:1
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作者 Yang Zhang Sheng-Quan Yan +36 位作者 Ming He Qing-Zhang Zhao Wen-Hui Zhang Chao-Xin Kan Jian-Ming Zhou Kang-Ning Li Xiao-Fei Wang Jian-Cheng Liu Zhao-Hua Peng Zhuo Liang Ai-Ling Li Jian Zheng Qi-Wen Fan Yun-Ju Li You-Bao Wang Zhi-Hong Li Yang-Ping Shen Ding Nan Wei Nan Yu-Qiang Zhang Jia-Ying-Hao Li Jun-Wen Tian Jiang-Lin Hou Chang-Xin Guo Zhi-Cheng Zhang Ming-Hao Zhu Yu-Wen Chen Yu-Chen Jiang Tao Tian Jin-Long Ma Yi-Hui Liu Jing-Yu Dong Run-Long Liu Mei-Yue-Nan Ma Yong-Shou Chen Wei-Ping Liu Bing Guo 《Nuclear Science and Techniques》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第4期136-143,共8页
The Moon provides a unique environment for investigating nearby astrophysical events such as supernovae.Lunar samples retain valuable information from these events,via detectable long-lived“fingerprint”radionuclides... The Moon provides a unique environment for investigating nearby astrophysical events such as supernovae.Lunar samples retain valuable information from these events,via detectable long-lived“fingerprint”radionuclides such as^(60)Fe.In this work,we stepped up the development of an accelerator mass spectrometry(AMS)method for detecting^(60)Fe using the HI-13tandem accelerator at the China Institute of Atomic Energy(CIAE).Since interferences could not be sufficiently removed solely with the existing magnetic systems of the tandem accelerator and the following Q3D magnetic spectrograph,a Wien filter with a maximum voltage of±60 kV and a maximum magnetic field of 0.3 T was installed after the accelerator magnetic systems to lower the detection background for the low abundance nuclide^(60)Fe.A 1μm thick Si_(3)N_(4) foil was installed in front of the Q3D as an energy degrader.For particle detection,a multi-anode gas ionization chamber was mounted at the center of the focal plane of the spectrograph.Finally,an^(60)Fe sample with an abundance of 1.125×10^(-10)was used to test the new AMS system.These results indicate that^(60)Fe can be clearly distinguished from the isobar^(60)Ni.The sensitivity was assessed to be better than 4.3×10^(-14)based on blank sample measurements lasting 5.8 h,and the sensitivity could,in principle,be expected to be approximately 2.5×10^(-15)when the data were accumulated for 100 h,which is feasible for future lunar sample measurements because the main contaminants were sufficiently separated. 展开更多
关键词 Accelerator mass spectrometry Wien filter Isobar separation SUPERNOVAE Chang'e-5 lunar samples
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月表元素组成的粒子探测现状与展望
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作者 郭万磊 胡航 程雅苹 《空间科学与试验学报》 CSCD 2024年第2期10-28,共19页
月表元素组成是国际上月球探测和研究的热点。伽马射线谱仪和中子谱仪等粒子探测器广泛用于月球遥感探测,提供了月表天然放射性元素(U、Th、K)、主要元素(Fe、Ca、Si、Al、Mg等)和水冰(H元素)的分布情况。这些数据极大地促进了人类对月... 月表元素组成是国际上月球探测和研究的热点。伽马射线谱仪和中子谱仪等粒子探测器广泛用于月球遥感探测,提供了月表天然放射性元素(U、Th、K)、主要元素(Fe、Ca、Si、Al、Mg等)和水冰(H元素)的分布情况。这些数据极大地促进了人类对月球起源与演化历史的研究,同时也推动了近年来世界各国开发利用月球资源以及建设月球科研站的步伐。在国际月球探测新热潮背景下,本文从粒子物理和原子核物理的角度阐述了携带有元素特征信息的伽马粒子和中子的产生机制,介绍了伽马谱仪和中子谱仪的探测原理和探测器响应,并综述了近30年来粒子探测器在月表元素组成上所取得的主要研究成果以及相关数据分析方法。这些内容可为我国未来嫦娥七号和其他深空探测任务的相关研究提供参考。 展开更多
关键词 月表元素组成 月球水冰 月球遥感探测 伽马谱仪 中子谱仪
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月表温度和地形对科研站选址的影响 被引量:2
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作者 张思勃 刘阳 +3 位作者 王慎泉 彭祺擘 王超 姚伟 《中国空间科学技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第2期125-135,共11页
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... 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(中位数为5.4°),但是有约26%的区域表面粗糙度大于3 m。夏季夜晚,区域B和区域A内局部温度可分别超过0℃和-20℃,具有相对较好的温度环境,可作为潜在的选址区域。 展开更多
关键词 月球表面温度 月球地形高度 月球表面坡度 月球表面粗糙度 月球相对宜居区
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外螺旋式月球极区采冰与冰屑运移仿真研究
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作者 刘宇驰 纪玉杰 纪阿东 《一重技术》 2024年第1期17-20,共4页
针对月冰钻采多点位重复采集问题,提出一种基于深槽螺旋钻具通过外螺旋方式采冰方案。研究冰屑颗粒在钻采过程中的输送特性,建立冰屑颗粒受力、速度数学模型并推导出临界转速表达式,基于EDEM仿真研究不同螺旋转速对冰屑运移特性的影响... 针对月冰钻采多点位重复采集问题,提出一种基于深槽螺旋钻具通过外螺旋方式采冰方案。研究冰屑颗粒在钻采过程中的输送特性,建立冰屑颗粒受力、速度数学模型并推导出临界转速表达式,基于EDEM仿真研究不同螺旋转速对冰屑运移特性的影响。研究结果表明:螺旋转速为600r/min时,冰屑颗粒平均轴向速度较之前提升25%;冰屑颗粒平均轴向速度仿真值与理论值相对误差在12%以内。以上研究成果可为月球极区采冰装置的设计提供借鉴。 展开更多
关键词 极区采冰 外螺旋 冰屑运移 EDEM仿真
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The lithology and composition of lunar mantle modified by ilmenite bearing cumulate:A thermodynamic model
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作者 Wei Huang Wei Du 《Acta Geochimica》 EI CAS CSCD 2024年第5期856-875,共20页
Due to their high density,the ilmenite-bearing cumulates(IBC)(with or without KREEP)formed during the late-stage lunar magma ocean solidification are thought to sink into the underlying lunar mantle and trigger lunar ... Due to their high density,the ilmenite-bearing cumulates(IBC)(with or without KREEP)formed during the late-stage lunar magma ocean solidification are thought to sink into the underlying lunar mantle and trigger lunar mantle overturn.Geophysical evidence implied that IBC may descend deep inside the Moon and remain as a partially molten layer at the core-mantle boundary(CMB).However,partial melting may have occurred on the mixed mantle cumulates during the sinking of IBC/KREEP and the silicate melt may be positively buoyant,thus preventing the IBC/KREEP layer from sinking to the CMB.Here,we perform thermodynamic simulation on the stability of lunar mantle cumulates at different depths mixed with different amounts of IBC/KREEP from an updated LMO model.The modeling results suggest that the sinking of IBC/KREEP will cause at least 5 wt%partial melting in the shallow(~120 km)and a much larger degree of partial melting in the deep lunar mantle(~420 km).Due to the density contrast with the surrounding mantle,IBC/KREEP-bearing melts could potentially decouple under certain conditions.The modified lunar mantle by sinking of IBC/KREEP can better explain the formation of different kinds of lunar basaltic magma than the primary lunar mantle formed through differentiation of lunar magma ocean.Sinking of IBC/KREEP back into the lunar mantle may introduce plagioclase,clinopyroxene,garnet,and incompatible radioactive elements into the deep lunar mantle,which will further affect the thermal and chemical evolution of the lunar interior. 展开更多
关键词 Ilmenite-bearing cumulate KREEP Partial melting Lunar mantle overturn pMELTS
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Research on the Encapsulation Device for Lunar Samples
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作者 Yonggang Du Chunyong Wang +3 位作者 Haoling Li Ying Zhou Ming Ji Xuesong Wang 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第3期104-117,共14页
The encapsulation of lunar samples is a core research area in the third phase of the Chinese Lunar Exploration Program.The seal assembly,opening and closing mechanism(OCM),and locking mechanism are the core components... The encapsulation of lunar samples is a core research area in the third phase of the Chinese Lunar Exploration Program.The seal assembly,opening and closing mechanism(OCM),and locking mechanism are the core components of the encapsulation device of the lunar samples,and the requirements of a tight seal,lightweight,and low power make the design of these core components difficult.In this study,a combined sealing assembly,OCM,and locking mechanism were investigated for the device.The sealing architecture consists of rubber and an Ag-In alloy,and a theory was built to analyze the seal.Experiments of the electroplate Au coating on the knife-edge revealed that the hermetic seal can be significantly improved.The driving principle for coaxial double-helical pairs was investigated and used to design the OCM.Moreover,a locking mechanism was created using an electric initiating explosive device with orifice damping.By optimizing the design,the output parameters were adjusted to meet the requirements of the lunar explorer.The experimental results showed that the helium leak rate of the test pieces were not more than 5×10^(-11) Pa·m^(3)·s^(-1),the minimum power of the OCM was 0.3 W,and the total weight of the principle prototype was 2.9 kg.The explosive driven locking mechanism has low impact.This investigation solved the difficulties in achieving tight seal,light weight,and low power for the lunar explorer,and the results can also be used to explore other extraterrestrial objects in the future. 展开更多
关键词 Lunar samples ENCAPSULATION Vacuum seal MECHANISM
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嫦娥四号着陆区次表层介电特性全波形反演与仿真验证
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作者 陈书睿 冯永玖 +6 位作者 童小华 唐盼丽 许雄 王超 柳思聪 杨其全 肖长江 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期525-535,共11页
介电特性是决定雷达波在物质中传播速度的重要参数.嫦娥四号测月雷达提供的高垂向分辨率次表层雷达剖面信息有助于加深对月球次表层物质介电特性的理解与认识.全波形反演法充分利用雷达波场的运动学和动力学信息,根据雷达波模拟结果与... 介电特性是决定雷达波在物质中传播速度的重要参数.嫦娥四号测月雷达提供的高垂向分辨率次表层雷达剖面信息有助于加深对月球次表层物质介电特性的理解与认识.全波形反演法充分利用雷达波场的运动学和动力学信息,根据雷达波模拟结果与真实数据的差异计算更新参数,迭代初始介电模型实现对次表层介电剖面的反演.本文结合嫦娥四号测月雷达数据与时域有限差分方法下均质模型和随机等效介质模型的雷达回波特性,确定随机等效介质模型能够更好地模拟嫦娥四号着陆区次表层物质的介电特性.全波形方法反演的介电模型与真实模型在大部分区域的相对介电常数误差小于0.2,为反演月壤厚度及构建次表层温度模型提供了重要的数据支撑. 展开更多
关键词 介电特性 全波形反演 测月雷达 随机扰动介质模型 仿真验证
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Enhancing the vertical resolution of lunar penetrating radar data using predictive deconvolution
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作者 Chao Li JinHai Zhang 《Earth and Planetary Physics》 EI CAS CSCD 2024年第4期570-578,共9页
The Yutu-2 rover onboard the Chang’E-4 mission performed the first lunar penetrating radar detection on the farside of the Moon.The high-frequency channel presented us with many unprecedented details of the subsurfac... The Yutu-2 rover onboard the Chang’E-4 mission performed the first lunar penetrating radar detection on the farside of the Moon.The high-frequency channel presented us with many unprecedented details of the subsurface structures within a depth of approximately 50 m.However,it was still difficult to identify finer layers from the cluttered reflections and scattering waves.We applied deconvolution to improve the vertical resolution of the radar profile by extending the limited bandwidth associated with the emissive radar pulse.To overcome the challenges arising from the mixed-phase wavelets and the problematic amplification of noise,we performed predictive deconvolution to remove the minimum-phase components from the Chang’E-4 dataset,followed by a comprehensive phase rotation to rectify phase anomalies in the radar image.Subsequently,we implemented irreversible migration filtering to mitigate the noise and diminutive clutter echoes amplified by deconvolution.The processed data showed evident enhancement of the vertical resolution with a widened bandwidth in the frequency domain and better signal clarity in the time domain,providing us with more undisputed details of subsurface structures near the Chang’E-4 landing site. 展开更多
关键词 Chang’E-4 lunar penetrating radar data processing predictive deconvolution irreversible migration filtering
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三维黏弹性模型在月球冷却产生的热应力计算中的应用
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作者 金一民 陶莎 石耀霖 《中国科学院大学学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-10,共10页
月球冷却过程中积累的热应力是影响月球内部力学环境的重要因素之一。使用三维黏弹性有限元模型计算月球热应力的积累过程,并通过对比实验分析黏性参数对热应力大小的影响。计算结果表明月幔深部和浅部的热应力状态存在截然的分界。浅... 月球冷却过程中积累的热应力是影响月球内部力学环境的重要因素之一。使用三维黏弹性有限元模型计算月球热应力的积累过程,并通过对比实验分析黏性参数对热应力大小的影响。计算结果表明月幔深部和浅部的热应力状态存在截然的分界。浅部热应力以切向挤压为主,挤压应力最大值出现在月壳底部;深部径向和切向正应力的大小主要受浅部径向正应力的控制,径向和切向热应力均为拉张,但由于黏性松弛差应力的积累和松弛动态平衡,而处于接近“静水压”状态。假设月球岩石圈的黏度大于10^(28)Pa·s,则现今月壳和浅部月幔水平挤压热应力可以达到数百MPa,而月幔深部的拉张热应力可达到数十~100 MPa。因此,震源深度较浅的浅源月震可以用热应力来解释。而深源月震成因仍是一个困难的问题,推测深部月幔的拉张热应力为孔隙结构的发育提供了条件,而月幔底部的熔融层提供了高压孔隙流体,从而降低了深部月幔介质的破裂强度。 展开更多
关键词 黏弹性介质 有限元法 热应力 月震
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模拟月壤地聚合物制备及其性能分析
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作者 尤春阳 丁胡刚 +2 位作者 罗超文 蒋明镜 何燕 《非金属矿》 2024年第2期42-46,共5页
为探究碱激发剂对模拟月壤地聚合物性能的影响,对含有不同碱激发剂掺量的模拟月壤地聚合物进行抗压强度、流变剪切应力、反应放热、差示扫描量热-热重(DSC-TG)和X射线衍射(XRD)分析。结果表明,在80℃养护条件下,适量NaOH能够显著提高模... 为探究碱激发剂对模拟月壤地聚合物性能的影响,对含有不同碱激发剂掺量的模拟月壤地聚合物进行抗压强度、流变剪切应力、反应放热、差示扫描量热-热重(DSC-TG)和X射线衍射(XRD)分析。结果表明,在80℃养护条件下,适量NaOH能够显著提高模拟月壤地聚合物的抗压强度,其中掺入6%NaOH使地聚合物7 d、28 d抗压强度分别达到12.5 MPa和14.6 MPa。复掺NaOH与Na_(2)SiO_(3)可提高浆体黏度和剪切应力,当掺入4%NaOH和6%Na_(2)SiO_(3)时,剪切应力达到36.8 Pa。NaOH和Na_(2)SiO_(3)单独掺入或复合掺入均能与模拟月壤反应生成水化硅铝酸钙(C-A-S-H)凝胶和水化硅铝酸钠(N-A-S-H)凝胶。碱激发剂种类对模拟地聚合物的放热速率和放热量有显著影响,掺入Na_(2)SiO_(3)有助于提高模拟月壤的放热速率,同时随着时间的延长,放热速率在0~1 h范围内先增大后快速减小。相较NaOH,Na_(2)SiO_(3)更有利于提高模拟月壤地聚合物的热稳定性。 展开更多
关键词 模拟月壤 地聚合物 碱激发剂 性能
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中国科学院国家空间科学中心揭示太阳风与月面相互作用能量特征
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《科技促进发展》 2024年第2期90-91,共2页
月球是无大气天体代表。月球表面没有浓密大气和全球性磁场保护。来自周围空间的各种辐射粒子可以直接与月表相互作用,并引起月壤物理和化学属性改变,即太空风化效应。在月球绕地球公转过程中,约有3/4时间在太阳风中,因此太阳风是月球... 月球是无大气天体代表。月球表面没有浓密大气和全球性磁场保护。来自周围空间的各种辐射粒子可以直接与月表相互作用,并引起月壤物理和化学属性改变,即太空风化效应。在月球绕地球公转过程中,约有3/4时间在太阳风中,因此太阳风是月球主要的空间粒子源。在太阳风与月壤相互作用过程中,约有0.1%~1%的太阳风质子直接以质子形式被散射,10%~20%的太阳风质子在与月壤相互作用的过程中捕获一个电子以能量中性原子(Energetic NeutralAtom,ENA)的形式被散射,其余大部分太阳风质子会植入到月壤风化层中。这些植入粒子一方面会产生OH/H_(2)O、纳米铁等,是月表风化和水的主要来源之一;另一方面会将月面的固体成分溅射出来,且溅射出的原子被认为是月球气体外逸层的主要来源之一。因此,研究太阳风-月面相互作用过程,可以帮助科学家剖析月面太空风化、月球水和气体的产生和迁移,为探讨月表物质、太阳风和地球风的演化历史提供线索,并为研究空间等离子体与其他无大气天体(如水星、小行星、木星冰卫星)的相互作用提供重要参考。 展开更多
关键词 太阳风 地球公转 太空风化 空间等离子体 月球表面 演化历史 中国科学院 空间科学
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科技新闻
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《中国科技信息》 2024年第13期9-12,共4页
月球是无大气天体代表。月球表面没有浓密大气和全球性磁场保护。来自周围空间的各种辐射粒子可以直接与月表相互作用,并引起月壤物理和化学属性改变,即太空风化效应。在月球绕地球公转过程中,约有四分之三时间在太阳风中,因此太阳风是... 月球是无大气天体代表。月球表面没有浓密大气和全球性磁场保护。来自周围空间的各种辐射粒子可以直接与月表相互作用,并引起月壤物理和化学属性改变,即太空风化效应。在月球绕地球公转过程中,约有四分之三时间在太阳风中,因此太阳风是月球主要的空间粒子源。在太阳风与月壤相互作用过程中,约有0.1%-1%的太阳风质子直接以质子形式被散射,10%-20%的太阳风质子在与月壤相互作用的过程中捕获一个电子以能量中性原子(Energetic Neutral Atom,ENA)的形式被散射,其余大部分太阳风质子会植入到月壤风化层中。 展开更多
关键词 地球公转 月球表面 风化层 太阳风 粒子源 月壤
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面向未来月面科考的熔岩管实景三维建模技术研究
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作者 阳乔 康志忠 +2 位作者 胡腾 叶晨鸣 刘东鸣 《深空探测学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第4期355-364,共10页
提出一种融合机载LiDAR,贴近摄影测量,以及GeoSLAM手持激光扫描仪点云数据来源的面向未来月面科考的熔岩管实景三维建模方法。首先进行实体划分,随后依据语义信息进行实体特征提取,并提出一种新的mesh模型构建方法,通过多层次模型构建... 提出一种融合机载LiDAR,贴近摄影测量,以及GeoSLAM手持激光扫描仪点云数据来源的面向未来月面科考的熔岩管实景三维建模方法。首先进行实体划分,随后依据语义信息进行实体特征提取,并提出一种新的mesh模型构建方法,通过多层次模型构建方法以及骨架加细节建模方法来对熔岩管内表面的模型进行mesh模型构建,最后在模型内部不同层间分别构建实体,以模拟不同层的原始状态,并以此对层厚、剥落物体积两方面进行测量。通过对位于黑龙江省镜泊湖的熔岩管三维建模表明:基于多源数据融合的熔岩管实景三维建模方法具有高精度、高真实度等特点,为后续月球熔岩管天窗检测、地月模拟对比以及内部探测提供重要参考。 展开更多
关键词 三维重建 机载LIDAR 贴近摄影测量 熔岩管 GeoSLAM扫描仪
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