月球内部构造研究综述

回顾了月震观测的历史,归纳出月震的特点,并将月震分成热震、浅震和深震三种类型加以.分析总结出一个比较完整的月球内部构造模型.在此基础上,详细介绍了如何根据月震观测资料确定月壳和月幔.本文还对月核存在的可能性加以阐述,指出由于月球1100 km以下数据的缺乏,到目前为止没有确切的证明月核存在的证据.最后,紧密关注月球构造研究的最新进展,给出了月核可能存在的形式:半径为352 km(成分为纯Fe)或者374 km(成分为Fe-FeS晶体).

月震与月球内部结构

阿波罗(Apollo)登月计划在月球表面上布设的月震仪为探索月球内部结构提供了极佳资料来源,本文综述了近年来对月震资料的分析及利用月震资料研究月球内部结构的相关研究结果。月震仪记录到的振动信号主要分为天体撞击、月震和局域震动三类。天体撞击又分为流星体撞击和人造天体撞击,其震源位于月球表面。月震按震源深度分布分为浅源月震与深源月震,前者的震源深度大约为50～220km,释放的能量较大但发生次数较少,记录信号以高频成分为主;后者的震源深度大约为700～1150km,并具丛集性,与潮汐应力有关。局域震动在月球日出与日落时出现,被认为是由近月表的热破裂和变形过程所产生。月球内部结构的多数研究集中于月震仪下方月壳厚度计算及上月幔一维速度模型的建立。结果表明月壳平均厚度大约为40km,而不是早期研究得到的60km左右;通过现有的月震资料还不能得到月球下月幔、月核、月球深部间断面的相关信息。文章最后对月球内部的进一步研究做了总结和展望。

基于神经网络方法获得最优化月球内部结构模型

由于观测手段有限,目前对月球内部结构的认识还存在很大的不确定性,至今仍没有一个被广泛认可的内部结构模型,且现有对月球内部结构模型的研究几乎很少关注观测值对观测精度的影响.本研究采用混合密度神经网络方法得到了月球内部结构模型的后验概率密度分布,获得了平均月球内部结构模型(Mean模型)、最大后验概率对应的月球内部结构模型(MAP模型)以及满足1-σ准则的月球内部结构模型(1-σ模型),其中MAP模型即为本文给出的最优化月球内部结构模型.此外,研究结果表明月球低速区S波波速低于月幔S波波速,因此本文结果支持月幔底部存在一个低速区的观点.不同观测值观测精度对模型影响的研究结果表明,勒夫数k_(2)存在一个约为0.0220的下边界,且其观测精度对月球内部结构模型的影响显著大于平均密度和平均转动惯量.

基于太阳风暴的月球内部结构探测方法研究

月球探测是我国太空探测的重要任务,月球内部结构探测是其中一个重要的研究方向.以瞬变电磁法(transient electromagnetic methods,TEM)为基础,提出了一种基于太阳风暴的月球内部结构探测方法.该方法利用太阳风暴产生的磁场跃变作为使月球内部产生极化的探测源,在太阳风暴作用下,月球内部介质极化产生感应磁场,通过对该磁场信号的探测和处理获得月球内部结构信息.对磁场跃变在月球内部的感应磁场信号进行正演模拟计算,并通过仿真实验验证了该探测方法的有效性和正演算法的正确性,为后续研究打下基础.

进入月球内部

最近,太空船发现月球上有冰,令科学家们对月球的兴趣更加浓厚,更急于深入地想了解月球。为此,日本太空及宇宙科学研究院最近策划和执行一项新的月球探测计划。这项计划是将利用卫星向月球发射3枚1米长的钻探器,其中两枚的降落位置面对地球,而另一枚则降落于较远的地方,而形成一个简单的网络系统。

基于category5月球内部结构模型的月球重力固体潮理论值计算

在地球、太阳和其他行星的引潮力的作用下,月球表面上任一点重力值将产生周期性的变化称为月球重力固体潮理论值.研究月球重力固体潮有助于我们更好地了解月球的内部结构、地壳运动以及月球的演化过程,这也为登月任务和月球探测提供了重要的科学依据,帮助我们更好地探索和理解月球的特性和性质.本文阐明了月球重力固体潮形成原因,根据category5月球内部结构模型计算出月球重力潮汐因子,依据Newcomb理论,采用ELP2000-85解析星历和Eckhardt月球天平动模型,提出一个计算月球重力固体潮理论值的方法,选取Apollo11作为测站,以波形图的形式输出该测站一天、一个月、一年的月球重力固体潮理论值,并探索讨论月球重力固体潮与月震的关系.结果表明:该测站一天、一个月、一年的月球重力固体潮理论值,最大值分别为:-1309μGal、-1290μGal、-1277μGal;最小值分别为:-1343μGal、-2349μGal、-2349μGal;与地球重力固体潮(这里选择与Apollo11经度纬度相同的坐标作为测站相比),月球重力固体潮变化相对简单,但波动幅度较大;推测月球的重力固体潮与深源月震之间可能存在某种关联.

月球内部圈层结构探测及关键技术挑战

地外天体的内部结构是了解其自身演化奥秘的钥匙,能够为人们深入认识地球自身的演化规律提供重要参考。地外天体内部结构探测是光学、遥感、采样返回等深空探测任务的重要补充和拓展。阿波罗时代的月震仪为揭示月球内部的奥秘做出了卓越贡献,然而,受到当时硬件水平的限制,有关月球内部圈层结构的探测结果至今仍然存在很大争议,严重制约了月球科学的发展。我国嫦娥七号任务拟对月球南极进行探测,随后逐步建立月球科研站,期间将布设我国第一台月震仪,以探测月球内部圈层结构及状态。本文阐述了月球内部结构探测的重要意义,列举了月震仪研制和布设可能面临的困难,分析了潜在问题的应对措施,提出了后续科学研究需要关注的问题,并给出了系列建议。本文旨在激发更多学者关注和从事月球及行星内部结构探测事业,以促进我国在相关研究领域的稳步前进,争列国际学术前沿。

月球形状及其重力场

本文首先从测绘科学与技术在月球探测中的应用角度,对月球形状及重力场的研究进展、获取方法及代表性成果进行了综述;进而针对现有的月球DEM及重力场模型中存在的主要问题进行分析,并提出了解决方案;最后结合各国的探月计划和我国正在实施的“嫦娥”四期工程,对月球形状和重力场研究面临的机遇和挑战进行了展望。

LPI更新月球探索核心科学概念

2018年2月20日,美国月球和行星研究所（LPI）月球探索分析组发布了《推进月球科学》报告,在NASA科学任务部行星科学处的要求下,更新完善月球探索的11个核心科学概念,明确了未来月球探索的研究重点。2007年,美国国家研究理事会（NRC）在NASA的委托下发布《月球探索的科学背景》报告,提出了月球探索的8个科学概念。

进入二十一世纪,人类再度以月球为目标“奔月”战役梅开二度

自古以来,月球即充满了各种传说和神话。对于居住在地球上的我们来说,那是个神秘的世界。但是,自本世纪60年代中期展开的“阿波罗计划”,阐明了月球不但蕴藏着有用的资源,而且掌握着解答太阳系诸多谜题的钥匙。现在,有关月球的新探测及开发蓝图正积极地在进展中,它将成为21世纪人类追求理想的新世界。以下便是目前科学家正致力于研究推行的三项计划。 1966年,解答“月球起源”之最大谜题的任务开始发动月球蕴藏着太多的有用资源。

月球是实体还是空壳

月球,是实心的球体,还是空心的球壳?问题的提出,一时叫人摸不着边际。月球能是空心的吗?是的,这既非二十世纪末的天方夜谭,也非未来开发月球的科学幻想。大量观测、实验、理论研究的数据与成果愈来愈显示,月球极有可能是空心结构。仰望苍茫夜空中的一轮明月,清辉皎洁。

2010年英国向月球“投标枪”

受全球探月热的影响,英国实施太空探索的机构——粒子物理和天文研究委员会(PPARC)制定了自己的无人探月计划。英国科学家希望将这项探月计划打造成一次全英式的奔月探险。在这项耗资近2亿英镑的计划中,英国准备在2010年之前向月球发射两颗探测器,任务是探索生命起源和宇宙演化的历史。

以弄清“月球起源”为目标的日本探月计划

以弄清“月球起源”为目标的日本探月计划尚晓桦，瑙瑜１９９７年也许是日本行星科学迎来很大转机的一年。因为在这一年里，将实施文部省宇宙科学研究所主持的探测月球计划。这个计划的目的是解开“月球起源”之谜。如果这个计划成功，日本就能够首次独立获得收集到的月球...

月球上并非静悄悄

可疑的月球一个修道士在一部编年史中写道:在英国小镇坎特伯雷,1178年6月18日晚上,明亮的月牙出现在西部天空,许多人出来赏月。人们突然发现,在月牙圆弧的上边缘出现一道裂缝,并从这一裂缝中喷出耀眼的火舌,火舌向四周蔓延又分裂出许多分支的火焰和四溅的火花。喷出的火舌犹如一条受伤的蛇绵延弯曲地跳动着。这一奇异现象持续了一个月,之后,月亮又恢复了往日的平静。800多年过去了,美国国家航空航天局的航天专家捷克·哈尔顿格对这一特异的历史史实深感费解。

中国未来载人登月月震实验必要性和方案设计

Apollo被动月震台站仅覆盖了月球正面有限的面积,不能对全月球的内部结构进行精细分析,因此在我国未来的载人登月中继续开展月震探测是非常必要的。基于我国现有的空间探测技术条件,并针对未来载人登月的探测任务,设计了两种月震观测网络方案:一是基本方案,可以基本满足对月球内部结构进行探测的要求;二是优化方案,可满足较高分辨率的月球内部结构探测。两种方案中的月震仪网络在月球正面、背面和南北极均有覆盖,可对全月球的内部结构进行探测。最后对月震观测的基本技术参数、设备及布置地点提出了相应的要求。

月海的奥秘

早在公元11世纪时,我国北宋大诗人苏东坡就曾提出,月亮上面是一片汪洋,九洲陆地居于其间。1609年,意大利科学家伽利略第一次用望远镜观测月球,并且注意到月面上有很多"阴暗的"区域,他推测这些暗区如同地球上的海洋一般,于是就把它们命名为"月海"。然而时至今日,月海成因却成了一个难以定论的问题。月球表面共有22个月海。

月亮内核是熔浆

文学家爱用“清冷”这个词语修饰月亮,而上个世纪70年代人类登陆月球发现的也确实是一片凄凉景象.不过根据美国科学家最新的研究分析,月球内部却与其坚硬的外壳不同,可能是呈熔化态的浆状物质,如同科学家形容的具有一颗“温柔的心”.据最新一期德国《明镜》杂志报道,美国喷气推进实验室科学家詹姆斯·威廉斯领导的一个科研小组,目前利用在地球上进行的激光试验。

访美见闻随笔──初访休士顿

访美见闻随笔──初访休士顿文／韩桂五为联系山西籍海外人士，为了兴晋富民，促进我省对外改革开放和经济建设，促进祖国和平统一，应美国新泽西州席顿大学教授闯志洪先生和加利福尼亚州谢尔曼城顾问工程公司总经理杨日生先生的邀请，我参加了山西省政协赴美友好访问团，...

热力学计算模拟对初始月幔结构的约束

月球岩浆洋结晶形成的初始月球内部结构是其后续演化过程的开端,其结晶过程受月球岩浆洋的初始深度和物质组成这两个参数的制约。由于缺少直接来自月球深部的岩石样品,目前关于月球岩浆洋演化过程的探讨主要依赖实验和计算模拟手段。岩浆洋模型中形成的月壳厚度是否与探测结果一致是月球岩浆洋演化模型合理性的重要约束。最新的GRAIL(Gravity Recovery and Interior Laboratory)探测数据推算月壳厚度为34~43km,低于阿波罗时期认为的约70km,这对已有的月球岩浆洋演化模型提出了挑战。本文采用并修正FXMOTR程序包,针对月球岩浆洋在不同的初始深度和物质组成情况下的结晶过程,进行了一系列热力学计算模拟。通过量化月球岩浆洋的初始深度和物质组成对月壳厚度的影响,结合关于月球内部微量元素分配的研究结果,对比了月球岩浆洋结晶后期的残余熔体与原始克里普组分(urKREEP)的成分。本文的模拟结果显示,一个全月幔熔融且初始成分为月球初始上月幔组成(LPUM)的岩浆洋将在其深部结晶2.5%石榴子石,形成的月壳厚度符合GRAIL的约束,并且结晶出了合适的urKREEP成分。在此模型的基础上获取了月球初始的内部成分和密度结构,并对后期月幔翻转(Overturn)的程度进行了探讨。