从数字月球到元月球

随着数字月球的建立与完善以及计算机与图像视觉高新技术的快速发展,以大量遥感影像数据为基础的月球科学研究进一步走向深入,为满足月球自形成演化至今的动态模拟和人类月球生存生产的场景体验需求,建设元月球成为了月球科学研究中一项至关重要的任务。本文以数字月球为基础,利用数字孪生、扩展现实等技术,结合元月球自身特点和发展优势,分析数字孪生、虚拟原生和虚实融生三个元月球发展阶段的需求和目标,设计元月球的创造原则、运行规则、组织架构和服务模式,针对认可程度较高的月球各阶段演化模型和未来生存生产活动,构建了元月球的体系框架,为月球科学研究提供新视角。

月球原位资源利用及关键科学与技术问题

月球探测已成为21世纪各航天国家深空探测竞相追逐的首要目标,在月球上建设短期有人值守,长期无人智慧运行的月球科研站或者月球基地已成为人类共同的愿景。同时,把认识月球和利用月球作为同等重要的科学目标,是新时代月球探测最为显著的特点。月球原位资源利用既是新时代月球探测的科学目标,也是保障月球基地建设和运行顺利进行的重要途径,越来越受到关注。及早开展月壤、水冰以及太阳能等地外原位资源利用背后的基础科学和技术问题的研究,是我国在新一轮月球探测中抢占先机的必由之路。本文从月球基地建设的愿景出发,开展了月球原位资源利用的需求分析,阐述了月球原位资源利用的必要性和可行性,对月球原位资源利用过程中的关键科学与技术问题进行了梳理。梳理的关键科学和技术问题包括四个方面:(1)月球关键资源勘查规范;(2)月壤综合利用;(3)月面能源高效持续利用;(4)月球资源开发利用过程中的环境危害防护和权益保护。

数字月球云平台设计

随着月球探测与研究工作的深入以及行星科学一级学科的建设,为满足进一步的工程实施、科学研究、科普教育的需求,建设一个综合性的数字月球云平台成为我国月球科学发展中的一项重要任务。本文基于B/S架构,结合各领域应用需求,整合月球数据以及成果资源,利用现有的云计算和大数据的管理、分析、挖掘等先进技术,建设了月球科学数据体系和数据中心,设计了具有工程应用、科学研究、科普教育等多个功能模块的综合性平台,为我国月球科学的发展提供支撑。

1:250万月球全月构造纲要图

月球构造演化受到以岩浆活动为主的内动力和以陨石撞击为主的外动力地质作用共同驱动.月球构造纲要图系统表达了月球构造和构造单元时空分布的信息,是当前月球构造和演化历史知识的综合.以嫦娥工程数据为基础,充分利用国际上其他月球探测数据和研究成果,建立了基于动力学机制的月球构造分类体系.根据月球构造的动力学成因机制,将其划分为外动力成因和内动力成因两大类,并结合形貌特征,进一步细分为线性构造和环形构造.综合地球物理、地球化学、地形和构造分布等特征,划分了月球的五大构造单元.通过制定月球构造纲要图编制的标准、流程、方法和图示图例,应用地理信息平台,完成了世界首幅1∶250万比例尺的月球全月构造纲要图.月球构造纲要图是科学研究、探测规划和着陆点选择的基础资料,同时也为其他天体构造图的编制提供了参考.