月尘累积特性测量技术研究与应用

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“嫦娥三号”探测器月尘环境分析及试验要求

“嫦娥三号”探测器月尘环境分析及试验要求
任德鹏;张熇
【期刊名称】《航天器环境工程》
【年(卷),期】2016(033)005
【摘要】“嫦娥三号”是我国首个成功实施地外天体表面就位探测的航天器，在其研制过程中充分考虑了月面环境对探测器的影响，开展了针对性设计及地面验证工作。

文章综述了探测器针对月尘环境方面的设计因素，总结了月面月尘激扬的因素及其相关数值分析工作，对月尘验证试验的设计及条件制定进行了说明。

相关结果或工作思路可为后续月面探测器及火星表面探测器的研制提供参考。

【总页数】5页(P521-525)
【作者】任德鹏;张熇
【作者单位】北京空间飞行器总体设计部，北京 100094;北京空间飞行器总体设计部，北京 100094
【正文语种】中文
【中图分类】V476.3;V416.5
【相关文献】
1.利用嫦娥三号降落相机及探月历史数据浅析月尘分布 [J], 鲁暘筱懿
2.月尘测量:从嫦娥三号到嫦娥五号 [J], 王鹢;孔风连;庄建宏;王永军;颜则东;苗育君;周震;柳青
3.中国空间技术研究院嫦娥三号探测器试验队欢迎仪式之载誉归来 [J],
4.中国空间技术研究院嫦娥三号探测器试验队欢迎仪式之共庆成功 [J],
5.嫦娥三号成功月面软着陆中国探测器首登地外天体 [J],
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月球表面热环境测量方案的研究

航天器环境工程第25卷第1期6 SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING 2008年2月月球表面热环境测量方案的研究任德鹏1，夏新林2，贾阳1，邓湘金1（1. 中国空间技术研究院，北京 100094；2. 哈尔滨工业大学，哈尔滨 150001）摘要：月面热环境探测是我国探月工程中的一项必要工作，具有重要的工程意义和科学意义。

文章主要探讨月球表面热环境的测量技术方案，为研制一种技术性能先进并可在我国探月工程中搭载的月面热环境测量仪器作好必要的技术准备。

这是一种兼顾工程需要与科学性的用于热测量的有效载荷，可实地获取月表热环境特性参数，既可为后续的月面活动提供可靠的热控设计依据，又可为月球的相关科学研究提供必要的基础数据。

关键词：月球表面；热物性参数；测量技术中图分类号：P184.5+3; P184.5+8 文献标识码：A 文章编号：1673-1379(2008)01-0006-041 前言探月工程是我国航天继卫星、载人飞船之后新的发展里程碑，是我国开展深空探测、进军宇宙探索的先期工程，同时它也是对我国航天技术的一次新的挑战。

目前，我国的首颗绕月探测卫星“嫦娥一号”已经成功发射，并取得了一定的探测数据。

但现阶段的探测工作尚属于我国探月工程的第一阶段，其任务主要是探测月壤的物质成分、月壤厚度、地月空间环境和对月表地形成像，尚不具备对月表热环境进行探测的能力；当前我们对月球热环境的认识仅限于国外公开发表的简单而不完全的数据。

虽然绕月卫星可遥感探测一些热流数据与亮度温度，但一方面这些数据具有较大的时间、空间平均效应；另一方面，绕月卫星遥感探测不能获取月壤的热物性参数与月表的真实温度。

因此，通过登月实地测量是获取月壤热物性参数与热辐射环境特性参数的必要途径，这有待于在我国下阶段的探月活动中得以实现。

对月球表面热环境进行探测研究具有重要的科学意义和工程意义[1]。

本文针对月球表面的环境特征，并结合我国下阶段的探月工程实际[2]对月表热环境测量方案进行了初步研究。

解析月球的“礼物”

50 科学中国人 2022年9月创新之路Way of Innovation解析月球的“礼物”——记中国科学院地球化学研究所副研究员李阳　吴彪季蓉2020年12月17日凌晨，“嫦娥五号”返回器携带月球土壤样品，采用半弹道跳跃方式返回地球，在内蒙古自治区四子王旗预定区域安全着陆。

此次“嫦娥五号”带回了1731克月球样品，这是我国迄今为止最复杂、最雄心勃勃的航天飞行，也是我国首次完成地外天体样品采集。

它完成了一次特殊的使命——将月球原生态土壤带回地球。

月球上的岩浆活动何时停止？曾经的岩浆活动如何维持？月球内部是否有水？这些科学问题一直是人们热议的话题，并持续受到关注。

这次被带回的原生态月壤，为解决上述问题提供了绝好的机会，让全世界的科学家欣喜不已，其中就有中国科学院地球化学研究所（以下简称“中科院地化所”）副研究员李阳的身影。

透过月壤，他看到了月球研究的光明前景，也看到了月球研究能够取得新突破的希望。

被月球吸引2007年的秋天，还是一名大四学生的李阳在学校的报刊栏看到了一则十分新奇的新闻：中国将在10月份发射“嫦娥一号”探月卫星，正式开展月球探测工程。

在看到新闻的一瞬间，李阳觉得这是一件非常有趣的事情，尽管并不了解，但他却对此产生了无比浓厚的兴趣。

于是李阳开始在网上搜索关于探月工程和“嫦娥一号”的相关资料，进一步了解到中科院地化所的欧阳自远院士是探月工程的首席科学家。

“在我读书的时候，许多人还在讨论如何采矿、如何炼钢铁，而那时却有一位科学家已经开始关注地球以外的事情，欧阳老师真的是非常有远见。

”李阳很快做了一个对他今后人生意义重大的选择：考取中科院地化所的研究生，将来成为行星科学的研究人员。

下定决心之后，李阳鼓足勇气给欧阳自远院士写了一封邮件。

“欧阳老师很快就回复了我，他说非常欢迎我来地化所，并让我联系王世杰老师。

”怀抱着探索之心的李阳，以研究生考试第二名的成绩被中科院地化所录取，拉开了他研究月球的科研序幕。

一种飞行器表面的气动热环境智能预测方法[发明专利]

专利名称：一种飞行器表面的气动热环境智能预测方法
专利类型：发明专利
发明人：王岳青,杨志供,邓亮,代喆,杨文祥,赵丹,喻杰,王昉,陈呈
申请号：CN202111496251.X
申请日：20211209
公开号：CN113901594B
公开日：
20220308
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于飞行器气动热预测技术领域，具体涉及一种飞行器表面的气动热环境智能预测方法。

其技术方案为：一种飞行器表面的气动热环境智能预测方法，包括构建多外形多条件气动热数据库；提取飞行器外形全局特征；提取飞行器局部区域特征；将飞行条件参数化；融合邻域特性的气动热智能预测模型；进行飞行器表面气动热智能预测模型测试。

本发明提供了一种高效精确地进行飞行器表面气动热环境预测的方法。

申请人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
地址：621052 四川省绵阳市涪城区二环路南段6号
国籍：CN
代理机构：成都九鼎天元知识产权代理有限公司
代理人：何祖斌
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月尘环境效应及地面模拟技术

法。针对研究内容的需求，梳理出一台完整的月球尘地面模拟试验设备应具备真空、温度、
太阳风、太阳紫外、月球尘、月面电场、月面磁场等环境因素。在此基础上，设计了一种月球尘地面模拟试验装置方案，并对月球尘环境效应试验方法进行了初步讨论。为月球探
目前，月球、火星、近地小行星是人类空间探测的热点。我国已圆满完成绕月探测任务，未来还将实现月面着陆巡视探测和钻探采样返回的任务。我们将面临登月及月面活动的新环境，其中月球尘是我们了解最少的月面环境因素之一。月球尘表面有很强的化学活性并带有静电，其黏附性和渗透性极强，而且很难清除干净。黏附在月面探测设备表面的月球尘会带来一系列问题隐患：光学镜头及热控表面性能下降、太阳电池阵功率损失、机械结构卡死、密封机构失效、航天服及活动部件磨损、航天员及摄像装置视线遮挡、对航天员心肺健康的影响等。目前，人类对月球尘环境及其效应的认识主要来自于阿波罗登月探测的成果。１９８９年，美国提出空间探测初步行动计划和人类重返月球的目标以后，许多航天国家重新开始了对月面环境的研究。其中，月球尘环境及其效应是研究的重点内容之一。除进行阿波罗探测成果的挖掘研究外术
ＣｈｉｎｅｓｅＳｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

嫦娥五号月球样品研究成果综述

嫦娥五号月球样品研究成果综述1. 引言自人类首次登陆月球以来，探索月球表面并获取月壤样品一直是科学家们的梦想。

嫦娥五号任务作为中国探月工程的重要一环，成功实现了从月球表面采集样品并将其带回地球。

本报告旨在综述嫦娥五号任务的研究目标、方法、发现和结论，以期为后续的月球探索提供参考。

2. 研究目标嫦娥五号任务的主要研究目标包括： - 获取月球表面的岩石和土壤样品，了解月球地质构造和演化历史； - 分析样品中的水含量和氢同位素组成，探索月球水资源及其来源； - 研究样品中的有机物质，揭示月球可能存在的生命迹象； - 探测样品中的放射性元素含量，评估未来人类在月球上长期驻留时所受到的辐射风险。

3. 研究方法3.1 采集与返回嫦娥五号携带着自动采样系统，通过钻探和挖取的方式，从月球表面采集了约2千克的岩石和土壤样品。

采集过程中，关键参数如温度、压力、湿度等被实时监测并记录。

随后，嫦娥五号返回舱将样品安全地带回地球。

3.2 样品分析返回地球后，科学家们对月球样品进行了一系列细致的分析： - 光学显微镜观察：利用光学显微镜对岩石和土壤样品进行观察和拍摄，获得它们的颗粒形态、颜色和纹理等信息。

- X射线衍射：通过X射线衍射技术，确定样品中的晶体结构和组成成分。

- 质谱仪分析：利用质谱仪对样品中的气体和有机物进行定性和定量分析。

- 同位素分析：运用同位素质谱仪测量样品中各种元素同位素的比例，以推断其地质历史和水来源等信息。

- 放射性元素检测：采用放射性元素探测仪测量样品中放射性元素的含量，评估辐射风险。

4. 研究发现4.1 地质构造和演化历史通过对岩石和土壤样品的分析，研究人员发现月球表面存在多种类型的岩石，包括玄武岩、斜长岩和安山岩等。

这些岩石的形成说明了月球表面经历了多次火山喷发和撞击事件。

此外，还发现了一些具有高反磁性的物质，可能是由于陨石撞击所形成。

4.2 水资源及其来源样品分析结果显示，月球样品中存在着水和水合物。

黄金时代的色谱特性变形地储能器与地层月面样品容器

黄金时代的色谱特性变形地储能器与地层月面样品容器地层月面样品的收集与储存一直是探索月球表面和了解月球地质特征的重要任务。

在黄金时代的科学技术背景下，色谱特性变形地储能器与地层月面样品容器成为实现这一目标的关键工具。

本文将详细介绍这两个设备的工作原理、设计特点以及在月球探索中的应用。

一、色谱特性变形地储能器色谱特性变形地储能器是一种利用地表特殊结构实现能量储存和释放的装置。

它的工作原理是通过压力传感器和变形元件将月球表面的压力变化转化为储能。

当月球车或探测器行驶过不同地质环境时，地表的变形会导致色谱特性变形地储能器内的储能体发生形变，并将压力能转化为电能，以供其他仪器设备运行。

色谱特性变形地储能器具有以下特点：1. 高效能储存：色谱特性变形地储能器能够高效地储存和释放能量，实现能量的快速传递和连续供电。

2. 自适应性强：根据地质环境的变化，色谱特性变形地储能器能够自动调整压力传感器和变形元件的工作状态，以适应不同的地表变形情况。

3. 稳定可靠：色谱特性变形地储能器采用高品质材料，具有优异的耐压性能和长期稳定性，能够在极端的环境下正常工作。

4. 可扩展性好：色谱特性变形地储能器可以根据实际需求进行设计和制造，以适应不同任务的需要。

在月球探索中，色谱特性变形地储能器广泛应用于月球车和探测器上。

通过采集月球表面的地质样品，分析其成分和结构，为研究月球的地质演化和资源分布提供重要依据。

二、地层月面样品容器地层月面样品容器是用于收集和储存月球地层样品的设备。

它的设计目的是保护月球地层样品的完整性和传递样品至地球的安全性。

地层月面样品容器主要由外壳、密封装置和防护层组成，通过合理的结构设计，确保样品的质量和可靠性。

地层月面样品容器具有以下特点：1. 高度密封：地层月面样品容器采用先进的密封技术和材料，能够有效防止外界空气和水分的侵入，保证样品的完整性和干燥状态。

2. 高强度防护层：为了抵抗月球表面的高温、低温、辐射和微小撞击等环境因素的影响，地层月面样品容器的外壳采用高强度材料制造，并带有一层防护层，有效保护样品的安全。

月球环形山实验数据的采集

月球环形山实验数据的采集标题：月球环形山实验数据的采集：探索未知的奥秘引言：月球环形山一直以来都是太空探索者们的研究焦点之一。

它们是月球表面上最显著的地质特征，具有重要的科学价值。

在这篇文章中，我们将深入探讨月球环形山实验数据的采集过程，并分享我们对这个主题的观点和理解。

第一部分：月球环形山实验数据的意义与用途（500字）1.1 月球环形山对于地质研究的重要性1.1.1 环形山的形成机制及地质特征1.1.2 帮助理解月球演化历史的窗口1.1.3 对地球与其他天体的比较研究的意义1.2 月球环形山实验的数据采集方法1.2.1 无人探测器与月球轨道飞行器的作用1.2.2 遥感技术在实验数据采集中的应用1.2.3 人类登月任务对月球环形山数据的贡献第二部分：月球环形山实验数据采集的深度与广度（700字）2.1 以深度和广度为标准的月球环形山实验数据采集2.1.1 从简到繁的探索方式2.1.2 由浅入深的地质分析2.1.3 多角度观测与数据整合2.2 探索未知的奥秘2.2.1 利用高分辨率成像揭示环形山内部结构2.2.2 通过高能粒子探测了解环形山的地热活动2.2.3 研究月壳与环形山之间的相互作用第三部分：总结与回顾性内容（500字）3.1 对月球环形山实验数据的总结3.1.1 已获得的重要发现与研究成果3.1.2 对人类未来太空探索的指导意义3.2 主题的全面、深刻和灵活理解3.2.1 主题与其他相关领域的联系3.2.2 探索主题的潜在发展方向3.2.3 如何将主题应用于实际生活和未来科技发展结论：通过对月球环形山实验数据的采集和研究，我们为深入理解月球地壳成因、演化历史以及行星地质学提供了重要的线索。

这些数据不仅对科学研究有着重要意义，也对未来的太空探索和人类文明的进步具有深远影响。

我们对这个主题的观点是，月球环形山实验数据的采集是一个令人振奋且充满潜力的领域，将为人类揭示更多宇宙奥秘提供动力。

以上是对于月球环形山实验数据采集这一主题的文章，希望对您有所帮助！月球环形山实验数据的采集不仅与行星地质学有关，还与其他领域有着密切的联系。

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关键词月球探测器；月尘；累积特性测量；黏性石英晶体微量天平；太阳电池
中图分类号：Ｖ４７６．３
文献标志码：Ａ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ — ８７４８．２０１５．０３．００４
ｏｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｌｕｎａｒｄｕｓｔｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｉｓｍｅａｓｕｒｅ —
ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．ＴｈｅｔｗｏｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｏｆＳＱＣＭ（ｓｔｉｃｋｙｑｕａｒｔｚｃｒｙｓｔａｌｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）ａｎｄ
ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＬｕｎａｒＤｕｓｔＡｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
Ｖｏ１．２４Ｎｏ．３
２２
航
天
器
工
程
ＳＰＡＣＥＣＲＡＦＴＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
第２４卷第３期２０１５年６月
月尘累积特性测量技术研究与应用
邹昕邓湘金王鹚顾征陈丽平
（Ｉ北京空间飞行器总体设计部，北京（２兰州空间技术物理研究所，兰州
ｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｈｏｒｔｃｕｒｒｅｎｔａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｄｅｔｅｃｔｔｈｅｌｕｎａｒｄｕｓｔａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｎａｔｕｒａｌｌｙｓｕｓｐｅｎ—
（ＳＱＣＭ）和太阳电池短路电流两种测量方法，分别测量月表自然悬浮月尘的累积特性和着陆月表
时扬起的月尘量，并在此基础上设计了月尘测量系统。该测量系统包括ＳＱＣＭ探头、太阳电池探头和电控箱，地面标定试验结果验证了其设计的可行性。此测量系统成功应用于嫦娥三号月球探测任务中，并实现了月尘累积特性的在轨原位测量。
（２ＬａｎｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｌｕｎａｒｄｕｓｔｉｓａｎｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅｆａｃｔｏｒｏｆｌｕｎａｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｍｐａｃｔｔＯｌｕｎａｒｅｘｐｌｏｒｅｒ．ＦｏｒｔｈｅｎａｔｕｒａＩｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｌｕｎａｒｓｕｒｆａｃｅａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｌｕｎａｒｄｕｓｔａｃｃｕｍｕｌａ —
ＺＯＵＸｉｎＤＥＮＧＸｉａｎｇｊｉｎＷＡＮＧＹｉＧＵＺｈｅｎｇＣＨＥＮＬｉｐｉｎｇ（１ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅｃｒａｆｔＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ）
ｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｅ பைடு நூலகம் ｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｌｕｎａｒｄｕｓｔａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｓ
１０００９４）
７３００００）
摘要月尘是月球环境对月球探测器影响中的一个重要因素。文章针对月表的自然环境和
月尘累积特性分布机理，开展对月尘累积特性的测量技术研究，提出了采用黏性石英晶体微量天平
ｄｅｄｏｎｔｈｅｌｕｎａｒｓｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅｌｕｎａｒｄｕｓｔｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｌｕｎａｒｌａｎｄｅｒｌａｎｄｉｎｇｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｂａｓｅｄ