月球质量瘤成因及研究方法综述

月球重力探测一直是国际深空探测的重要目标之一。计算月球重力发现,月球表面存在重力异常区域——质量瘤。通过对质量瘤的特征、成因以及研究方法进行概述总结,认为质量瘤是月幔隆升、高密度物质聚集所致,后期的玄武岩充填可能会增加重力异常,但作用微弱。尽管可以利用月震波分析和月球内部三维密度分布反演新技术,但是基于重力数据和地形资料的研究方法更能高效地对月球的重力场及其特征进行详细研究,高精度的重力场模型可以揭示月球深部构造及层圈形态,进而探索早期月球起源、内部物质演化与运动过程等。该研究方法可为月球和其他类地行星的重力研究提供参考。

对月球重力场特征的理解

依据克莱门汀号和月球勘探者号月球探测器所获得的数据所建立最新的地球重力模型和地形模型,为人类深入了解月球内部性质及其演化特征,提供新的平台.M.T.Zuber(1994)和M.A.Wieczorek(1998)所建立的月壳全球模型,为利用最新月球着力资料研究月球内部构造和演化,揭示月球上独特的“物质瘤”之成因等科学问题,开凿了先河.本文通过对现有的月球重力和地形数进行分析和计算,提出作者对月球内部物质分布特征的理解和一些认识.从宏观角度看,月球布格重力异常与月球地形起伏是相关的,统计结果表明它们呈弱负相关,从均衡角度来说,在月球停止大规模内部物质运动之前,月球壳幔可能已基本达到均衡;从Mascon深度估算结果来看,一些大型的Mascon基本属于玄武岩浆“充填”型的,少数Mascon可能与月幔柱有关,如东方海Mascon.

对“嫦娥”一号激光高度计数据的外部标定

在利用“嫦娥”一号绕月卫星激光高度计LAM载荷数据获取月面高程时，测量数据在月球质心固连坐标系中的径向误差是主要的观测误差来源之一．数据分析表明，“嫦娥”一号探测器和LAM载荷的使用了两级晶体振荡器，它们的独立工作导致的星．地时间同步和飘移将给激光测高数据带来误差．本文对激光高度计LAM数据中存在的时标漂移、卫星轨道径向误差以及LAM晶体振荡器地面定标的系统整体偏差等进行了分析和修正，实现了对激光高度计数据的外部标定，三类误差来源的大小范围分别是0．7—1．2m，～10m，一145m．在此基础上得到了新的360阶次的地形模型CLTM—s03．利用新得到的地形模型发现菲兹杰拉德一杰克逊盆地和南极区域的阿门德森一甘斯温特盆地是月面II型质量瘤区域．