月面熔岩管洞穴探测的意义与初步设想

认识月球和利用月球是人类进行月球探测的两大目标.月球基地建设对于达成以上目标至关重要,基地选址需要首先考虑月面环境和资源等因素.月球熔岩管洞穴可提供温和适宜的环境和潜在的资源保障,是建设月球基地的绝佳选择.本文在总结最新探测成果和前人研究的基础上,对月面熔岩管洞穴分布、外部地质特征、内部环境、可利用资源等探测内容进行了分析,初步规划了月面熔岩管洞穴的探测方案和相应的有效载荷,提出了三处熔岩管洞穴作为未来科学探测和月球基地建设的候选目标,并建议对月面熔岩管洞穴的科学价值和工程价值开展进一步论证和进行探测规划.     

浅析嫦娥系列月球探测卫星轨道设计

嫦娥系列月球探测卫星轨道设计是基于受摄二体问题模型和限制性三体问题模型,根据相应的约束条件,利用摄动理论,求解卫星地月转移轨道入口点和卫星月球捕获点的状态参数,从而利用轨道拼接法设计运行轨道,并根据探测卫星不同任务设计特定的轨道.     

设定一个小目标,去月球

<正>我叫彭兢,来自中国空间技术研究院,是一名航天器的设计师。月球探测器听起来有点神秘,也很遥远。但对于我们这些天天从事相关工作的人,它其实也很普通。简单说,就是选择月球作为探测对象,设计一架机器,去实现一个特定的任务目标。比如嫦娥一号,我们设计它的目标就是去环绕月球,并在绕月飞行的过程中拍摄月球的照片,对月面进行遥感探测;而嫦娥三号就是要到月面去实现软着陆,就近对月球表面进行科学探测;我现在正在做的嫦娥五号,则是要到月球表面去取一些样品,并把这些样品带回地球的实     

嫦娥1号绕月探测——中国航天迈向深空

随着1994年的“克莱门汀”号和1998年的“月球勘探者”号月球探测器的发射成功和取得的新的科学发现,在21世纪初,世界各国相继宣布以月球和火星探测为中心的深空探测计划,掀起自阿波罗计划之后的第二次月球探测高潮。中国在卫星应用和载人航天取得突破性进展之后,适时开展月球探测,填补了中国在深空探测领域的空白。绕月探测工程的实施经历了长达10年的政治、经济、科技等方面的综合论证,于2004年初开始正式启动。2007年初,第一颗月球探测卫星——嫦娥1号的各项设施已经全部准备就绪,待命出厂,择机发射,以确保首发必成。嫦娥1号绕月探测卫星的科学目标包括绘制月球立体地图、探测月表物质成分、探测月壤厚度和探测地月空间环境等4项科学任务。     

月球极区冻土模拟月壤钻进试验研究

月球极区已经发现水资源存在的证据,极区水资源的探测、采集与利用技术日益成为世界各国研究的热点。冻土是月球极区水资源存在的重要形式,对极区冻土实施采样返回作业是未来深空探测的重要任务内容。为满足未来冻土采样任务需求,在中国首次开展了冻土模拟月壤采样技术试验研究。基于探月三期模拟月壤制备基础,结合国内外极区冻土类月壤含水量探测与分析信息调研,进行不同含水量的冻土模拟月壤制备,开展钻取试验,初步总结冻土类模拟月壤钻进特性。通过试验得出结论,相较于高密实度的无水模拟月壤,冻土类月壤黏度更大,所需钻进力载更大,钻进过程排粉状态明显不同,需采用的钻进策略也有显著差别,样品形态因含水量不同呈现块状散体或柱状。试验获得了冻土模拟月壤钻进特性第一手资料,可支持后续冻土月壤采样技术深入研究。     

“嫦娥”一号 终结使命

3月1日16时13分10秒,中国首个月球探测飞行器"嫦娥"一号卫星在北京航天飞行控制中心科技人员精确控制下,准确落于月球东经52.36°、南纬1.50°的预定撞击点.至此,"嫦娥"一号终结了自己的历史使命,意味着中国探月工程第一期任务圆满结束.从2007年10月24日发射升空,到2009年3月1日撞击月球,"嫦娥"一号月球之旅共计494天.     

2019年深空探测热点回眸

 深空探测是空间科学探索与发现的重要方式之一。2019年全球在轨工作的深空探测任务有29个，皆为非载人航天任务，主要开展了月球、火星和小行星等的探测、深空太阳观测及日-地L1点空间天气监测和L2点空间天文观测。在纪念人类登月50周年之际，美国加快推动重返月球的阿尔忒弥斯计划，中国嫦娥四号任务着陆器和玉兔二号月球车对月球背面的就位探测和巡视勘察陆续产出一批国际关注的科学成果。美国新视野号任务飞掠柯伊伯带小天体“2014 MU69”的首个科学成果揭示了该“接触双星系统”的发展、地质与构成。日本隼鸟二号任务完成对“龙宫”小行星的两次采样探测、启程返回地球。除了“史诗级”的太阳探测帕克号任务，被“遗忘”在L1点的多个超期服役的空间天气监测科学任务如SOHO、WIND等表现依然稳定和出色。2020年，人类将迎来探测火星的新发射窗口，中国、美国和欧洲等即将实施的多个火星任务引人注目。     

我国探月工程运载火箭选型问题探讨

"发展空间科学,开展深空探测"是我国近期（2010年前后）的航天发展目标之一,月球探测是实现我国"开展深空探测"的第一步。发射月球探测器（或卫星）选择适当的火箭型号显得尤其重要。文章从月球探测工程对运载火箭的基本要求着手,结合国外月球探测工程的经验和长征系列火箭的现状,提出了候选火箭及其改造方案,并且对月球探测三种运行轨道的优缺点和工程的可实现性进行了分析。从航天大系统工程整体化的角度,提出了用长征三号乙加上面级发射环月卫星,同时将上面级实现硬（或软）着陆作为首选方案,用长征三号丙发射探月器进入奔月轨道作为次选方案的建议。     

月球表面核反应堆电源方案

 月球基地的建立首先需要解决能源供给问题, 核反应堆电源具有功率大、寿命长、环境适应性强等优点, 是月球基地及其他深空探测任务的理想能源。分析了目前可用于月球基地的能源情况, 针对性地提出40 kW_e月球表面核反应堆电源的设计理念, 经初步优化设计, 给出该电源的方案和总体设计参数, 并从物理、屏蔽、热工、结构方面对电源方案进行分析和论证。结果表明:该电源方案合理可行, 能够满足安全和寿期要求。     

专题：“嫦娥”一号揭开中国深空探测的科学

自20世纪90年代以来,国际上新一轮月球探测的热潮,吸引了美国、日本、欧洲、中国、印度等航天大国的广泛积极的参与．这次探月热潮中,几乎所有的卫星任务都把重点放在了测月学方向．一方面通过对月球地形、重力以及关联内部结构的探测研究来揭示月球的演化历程,另一方面为进一步的月面着陆探测和建立月球基地开展准备工作．以绕、落、回三部曲为主线的中国月球探测简洁而完美地诠释了人类月球探测的这一路线规划．“嫦娥”一号绕月探测器工程在成功实现了华夏千年奔月梦想的同时,也以测月学为基本目标,为人类探月的远景设想奠基铺路．     

“十三五”期间中国航天重大工程

正在"十三五"期间,中国从载人飞船、太空空间站、月球和火星探测、对地观测、空间科学、北斗卫星导航等多个方面推进航天重大工程建设,并同时推动航天技术更好更快地服务经济和民生。探月工程——2020年11月24日,"嫦娥五号"飞行器发射并完成月球采样返回任务,中国成为全球第三个自主掌握月球探测返回技术的国家。2019年1月3日,嫦娥四号探测器成功降落在月球背面,人类探测器首次实现月背软着陆。     

第九届月球探测与应用国际会议将在意大利召开

为了进一步了解国际月球探测领域技术的发展和趋势，探讨在该领域进行国际交流与技术合作的途径与模式，促进月球探测技术的发展，意大利航天局、欧洲空间局、国际月球探测工作委员会将于2007年10月22日至26日联合在意大利召开第九届“月球探测与应用国际会议”，[第一段]     

科技界声音

我可以欣慰地告诉大家．“嫦娥”一号的任务都完成得非常出色。“嫦娥”一号原定1年的工作任务已经超期完成，并且非常出色地实现了我国探月一期工程的四大目标，即绘制月球0&#176;到南北纬70&#176;的全月球影响图：测定月球表面多种元素分布及测定其中的矿物：研究月球表面内层土壤的薄厚分布：探测月球环境，了解月球表面以及空间的数据。     

科技短讯

我国今年启动探月工程“嫦娥奔月”千年梦想将成现实。国家航天局局长栾恩杰最近透露,中国航天下一个目标是月球探测。月球探测工程将分为“绕”、“落”、“回”三个阶段实施。第一期工程,通过发射月球探测卫星.获取月球表面三维影像.分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点,探测月壤厚度和探测地月空间的环境。第二期工程,发射月球探测器登陆月球。第三期工程.实现月面巡视勘察与采样返回。     

嫦娥专题·前言

月球及深空探测一直是人类探索未知世界和获得重大科学发现的标志性科学工程,大量新的科学发现和工程技术成果的取得,激发了越来越多国家和组织的积极参与．自20世纪90年代以来,国际上开始了自阿波罗计划之后的新一轮月球探测热潮,美国、日本、中国、印度以及欧洲等航天大国和组织化都相继发起了月球探测任务．与20世纪冷战时期的探测思维不同,本轮探测都把重点放在了月球科学领域某些科学问题方面,尤其在月球水冰探测、地质和内部结构探测等方面取得了突出的科学成果,极大地丰富和深化了我们对月球科学的认识．     

基于嫦娥7号探测任务概念设计的月球南极光照条件和电场环境研究

月球极区挥发分(包括水冰)是月球探测的重要目标.本文系统地提出了中国嫦娥7号月球南极探测任务的概念设计,包括轨道器、着陆器、巡视器和飞跃器以及中继星.通过轨道器获取的极区高分辨影像可为着陆选址提供参考.巡视器和飞跃器分别对光照区和永久阴影区开展原位探测.所有的数据均通过中继星进行接收并传回地面.考虑到极区特殊的光照条件,我们计算了覆盖沙克尔顿(Shackleton)撞击坑部分区域15 km×15 km范围内2024–2026年的光照率,并分析了潜在着陆区的光照条件、坡度以及距探测目标的距离.考虑到极区因地形遮挡产生的尾迹效应,我们计算了Shackleton撞击坑及其周围区域37 km×27 km范围内的电场环境.发现坑缘周围光照区电势最高不超过2.1 V,而由尾迹效应引起的坑内电势最低可达-500 V.这对以坑底为探测目标的飞跃器来说有必要进行风险评估.     

月球探测的进展与我国月球探测的科学目标

在简述月球探测的历程与趋势的基础上,强调当代月球探测的总体目标为：(1)研究月球与地月系的起源和演化,特别是月球大气层与磁场的消失,矿物与岩石的分布和形成环境、月壤和内部层圈结构的形成以及月球演化的历程;(2)探测月球的资源、能源和特殊环境的开发利用及对人类社会长期可持续发展的支撑。我国不载人月球探测划分为绕、落及回三个阶段。为了全球性、整体性重新认识月球,绕月卫星探测的科学目标为获取全月面三维影像,探测14种有用元素的全球分布与丰度,探测月壤厚度并估算^3He资源量以及太阳活动对空间环境的影响。“落”为月球探测器软着陆就位探测和月球车巡视探测,建立月基光学、低频射电和极紫外天文观测平台。“回”为月球探测器软着陆就位探测和取样返回地面。     

国外月球基地发展概况

当前世界各主要航天国家和机构正酝酿在近2 0～3 0年内联合建立永久性月球基地,开发和利用月球的资源、能源和特殊环境,为人类社会的可持续发展服务。未来的月球探测活动目标将更明确、参与国家更多,国际合作将逐步成为主流模式。1月球探测活动的发展历程 人类对月球的真正探测始于20世纪50年代末,整个探测历程可以分为三个阶段。     

嫦娥一号绕月卫星对月球重力场模型的优化

月球重力场是揭示月球内部结构和物质组成的重要信息,探测月球重力场仍然是绕月探测任务中的重要科学目标之一．在已有月球重力场模型基础上,利用嫦娥一号探测数据,并结合“月女神”一号探测器、月球勘察者（LP）及早期月球探测器轨道跟踪数据,本文解算得到了高精度月球重力场模型CEGM02（100阶次）,在CEGM01月球重力场模型基础上对模型进行了优化．对新模型的分析结果表明,嫦娥一号卫星轨道跟踪数据的融入,使得对月球重力场长波长部分的解算精度有显著提高,相比于SGMl00h模型在5阶以内精度提高约2倍,在10阶以内有明显贡献,在20阶内都有贡献．初步判断这是由于嫦娥一号卫星轨道动量轮卸载的频度不足“月女神”的1／4,而同时轨道相对较高所导致．文中结合CEGM02和激光测月观测结果解算了月球平均转动惯量0．393446（±0．000006）,对月球内部构造研究提供了更强的约束．     

机载双频激光雷达样机设计与水陆联测试验

为了识别水下目标和获取水陆一体的三维地形数据,运用机载双频激光探测的原理,建立了水陆联测数学模型,设计了机载双频激光雷达样机,进行了水陆联测试验。运用蓝绿激光扫描技术以实现水下地形的实时测绘,运用红外激光扫描技术以实现陆地目标的快速精细探测,采用机载双频激光雷达技术把蓝绿激光扫描技术与红外激光扫描技术进行结合,先后产生两个激光脉冲回波,结合飞行平台的一维运动,共同构建地表和海底表面的三维坐标点云,获取地表和海底的三维地形,实现水下目标的识别和水陆一体化量测。试验结果显示,每平方米地面点云数量达到12个,水下勘测点云数量达到2~4个,水下测深达到5~7米,既提高了陆地目标的探测精度又实现了水下目标的探测,验证了水陆联测系统的可行性。