嫦娥五号着陆区的成分特征与遥感地质研究

嫦娥五号任务从月球风暴洋北部地区成功返回了1731 g月壤样品,这些样品为研究月球年轻玄武岩的成因和演化提供了重要的样本.本文利用多源月球遥感探测数据结合嫦娥五号样品研究结果,从光谱学和矿物学角度研究了嫦娥五号着陆区年轻玄武岩的演化过程.嫦娥五号着陆区主要包含雨海纪极低钛到低钛玄武岩和爱拉托逊纪中钛玄武岩,遥感光谱学分析表明年轻玄武岩表现出明显的1μm吸收特征,可能存在橄榄石的富集.然而,返回的嫦娥五号月球样品研究揭示年轻玄武岩中橄榄石的含量并不高,我们推测年轻玄武岩遥感光谱上的1μm强吸收特征可能是富铁辉石、富铁玻璃、空间风化作用和铁橄榄石共同作用的结果.综合已有的样品研究和本文的遥感地质研究,嫦娥五号玄武岩源于高度演化的月球晚期岩浆活动,其源区可能位于富单斜辉石的浅层月幔.     

月球哥白尼纪撞击坑底部链状坑的成因

在月球哥白尼纪撞击坑的底部发育有很多小型链状坑.这些链状坑的形态较小,以至于很少有月球探测器能探测其完整的细微形态.结合月球轨道器(Lunar Orbiter)、月球勘测轨道飞行器(Lunar Reconnaissance Orbiter(LRO))、月球女神(Kaguya)和嫦娥一号的相机数据,该文选择了月球上各种地形上的5个大型哥白尼纪撞击坑以研究月球哥白尼纪撞击坑底部发育的链状坑的成因.首先,通过在高清照片上分析这些链状坑的形态特征和分布方式,认为月球哥白尼纪撞击坑底部发育的链状坑是由于月表以下存在的岩浆活动而形成的;然后,结合月壤厚度数据,此模型的科学性得到了进一步的认证和讨论;在哥白尼纪撞击坑的底部可能依然有正在发育的链状坑存在.最后讨论了链状坑成因模型的局限性及其研究意义.     

嫦娥四号登陆月背!

正发射于2018年12月8日的嫦娥四号月球探测器,经过26天的飞行,于2019年1月3日顺利着陆月球背面南极-艾特肯盆地中的冯·卡门撞击坑内,成为人类首颗成功软着陆月球背面的探测器。嫦娥四号将利用月球背面得天独厚的环境,开展一系列地质考察和天文观测。嫦娥工程是我国首个月球探测项目,也是首个深空探测项目。嫦娥四号原本是中国探月工程"绕、落、回"三步走计划中的第二期—嫦娥三号探测器的备份任务,如嫦娥三号没有成功,则将再次挑战相同的探测。由于嫦娥三号任务     

“玉兔”成长记

<正>2013年12月14日,嫦娥三号搭载着"玉兔"号在月球虹湾着陆区成功着陆,开展科学考察和探测。"玉兔"号,我国的第一辆月球车,它是如何诞生的,又有着哪些独特之处?完美着陆2013年12月14日晚9时许,正是月球上虹湾地区的白昼,嫦娥三号探测器开始了月面着陆之旅。这15公里高度,是嫦娥三号探测器飞越地月之间38万公里征程的最后一段,也是最为关键的一段。嫦娥三号已经对着陆点进行过勘察测量,确认着陆点没有月坑或大的石头。     

嫦娥玉兔观天看地

<正>嫦娥三号肩负三类科学探测任务,开启探月新征程。"嫦娥"和"玉兔"携带了哪些科学探测设备?它们是如何完成这些任务的?2013年12月14日2l时11分18.695秒,嫦娥三号成功着陆在月球虹湾区。这是我国首次在地外天体软着陆,成为继美国与前苏联之后世界上第三个实现地外天体软着陆的国家。嫦娥三号是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器,它包括月球软着陆器(简称着陆器)和月面巡视器(简称     

嫦娥三号软着陆轨道优化设计与研究

在嫦娥三号软着陆轨道优化设计中,以燃料最省和着陆安全为主要目标,结合实测数据和实际要求,对嫦娥三号软着陆过程进行分析,并对各阶段控制策略进行规划,运用MATLAB对嫦娥三号的着陆轨道进行了模拟优化设计,最终确立最优落月轨迹.通过建立误差分析和敏感性分析模型,对设计的着陆轨道和控制策略进行可行性分析,获得影响着陆器安全着陆的主要因素,为今后更深层次的月球探测和轨道优化提供理论依据和方法支持.     

月球虹湾地区地质特征解译及岩浆活动历史研究

虹湾地区是我国嫦娥三号登月探测器的重要备选着陆区域之一,其平坦的地形、复杂的演化历史和丰富的地质特征显示出良好的工程保障性和较大的科学价值．该地区发育了丰富的地质特征,包括月海皱脊、月溪、撞击坑和月坑链,预示着该区域经历了复杂的地质演化历史．但受探测数据分辨率等方面的限制,前人对该地区岩浆活动的性质研究存在较大的差异,在矿物学、地球化学特征以及典型地貌解译方面也存在诸多不足．本文综合利用月球勘测轨道飞行器（LunarReconnaissanceOrbiter,LRO）激光高度计（LunarOrbiterLaserAltimeter,LOLA）及相机（LROC）数据、克菜门~T（Clementine）紫外一可见光（uvvis）~光谱数据和月球矿物制图仪（MoonMineralogyMapper（M。））高光谱数据,对虹湾地区的地形特征、物质成分及典型地貌特征进行了较为系统的解译和分析．研究结果认为该区域经历了4次岩浆活动,不同期次岩浆活动充填的玄武岩成分差别较大,越往后期钛含量越高．虹湾内部以成熟的富辉石岩石为主,但是越往后期橄榄石含量逐渐增高,而周边高地区域以富长石岩石为主,在虹湾北部坑壁区域,出露了一些富橄榄石岩石,这些橄榄石可能来源于大型撞击作用挖掘的月幔物质．虹湾地区地势比较平坦,地质现象丰富,利于开展着陆就位探测．     

雨海晚期玄武岩的规模研究

月球的岩浆活动揭示了其演化规律.月海玄武岩的规模,反映了月幔的部分熔融程度和源区的深度,对研究月球玄武岩的成因和热演化具有重要意义.月球爱拉托逊纪的岩浆活动在雨海盆地堆积了大面积溢流、光谱独特的高/中钛玄武岩,他们是了解雨海晚期热演化的钥匙.本文基于多种遥感数据,分别利用地形剖面分析法和月坑挖掘深度法,对雨海不同出露情况的各期次晚期玄武岩的厚度和体积进行研究,并简要探讨了喷发通量的变化.研究结果表明,上爱拉托逊纪地层(UEm)厚度为13–33 m,单层熔岩流的厚度为(11±4)m.下爱拉托逊纪地层(LEm)厚度为14.49–43.61 m.将UEm地层的出露体积(~539.3 km~3),LEm地层的出露体积(~5198 km~3)和UEm下伏晚期玄武岩的体积(~556.2 km~3)相加,得到雨海晚期玄武岩总体积为~6479 km~3,远低于Schaber的估计(~4×10~4 km~3).其中,UEm玄武岩出露体积占LEm玄武岩出露体积的比例1/8,表明雨海爱拉托逊纪玄武岩喷发逐渐减少.本文还基于各UEm单元的出露面积和定年数据,得到了局部雨海晚期玄武岩面积通量的变化:Em5减少了249.56 km~2/Ma,Em6减少了39.49 km~2/Ma,Em7减少了46.89 km~2/Ma,表明雨海晚期的岩浆活动逐渐减弱.     

月球Aristarchus地区的物质成分与岩石类型分布

月球Aristarchus地区是月球正面反照率最高的地区．它具有丰富的物质类型分布,包括月球最大规模的火成碎屑沉积物,非常年轻的Aristarchus撞击坑溅射物以及环绕Aristarchus高原的月海玄武岩分布,存在火山、撞击构造等地质作用,具有重要研究价值．本文利用来自嫦娥一号干涉成像光谱仪、ClementineUVVIS相机、LunarProspector伽马谱仪等月球探测数据,综合分析Aristarchus地区的元素分布状况、矿物与岩石光谱特征、岩石类型分布特征．研究表明,Aristarchus地区的光谱特征和物质类型极为丰富,包括火成碎屑沉积物、月海玄武岩、高地斜长岩、KREEP岩以及演化程度较高的碱性斜长岩等特殊岩石类型,为月球地质学研究中不可多得的案例区域,因而可作为我国探月工程三期（嫦娥五号或六号）月球取样返回候选地区之一．     

一种基于特征空间的月球撞击坑自动识别算法

撞击坑不仅是月球表面常见的一种地质单元,也是研究月表地质年龄的一个重要因素,所以准确的识别撞击坑就很重要．本文提出了一种基于特征空间的对撞击坑进行自动识别的算法．新算法先将CCD图像转换成特征空间图像,在特征空间中通过自适应的区域检测寻找撞击坑候选区域．再对候选的区域进行椭圆拟合以进一步确认撞击坑,最后统计得到撞击坑个数．新算法在嫦娥一号采集的月球CCD图像上进行测试,测试结果显示该算法对月球中小撞击坑有较高的识别能力．     

呵护嫦娥四号 完成奔月之旅

正从嫦娥四号的“诞生”到地月空间的旅行,从着陆在“永不可见”的月球背面到月球车迈开脚步,嫦娥四号跨越40万公里的新精彩,是“嫦娥人”用拼搏与汗水换来的。随着嫦娥四号任务圆满完成,中国成为首个在月球背面实施软着陆和巡视探测的国家。传回地球的高清照片中,着陆器和月球车身上各自的五星红旗,在深邃的太空背景映衬下显得格外鲜艳。从嫦娥四号的“诞生”到地月空间的旅行,从着陆在“永不可见”的     

嫦娥二号γ谱数据反演月表Fe元素分布

Fe作为重要的成岩元素之一,其月表含量和分布特征对于认识月球岩石成因和岩浆演化具有重要指示意义.本文由嫦娥二号γ谱仪2C级数据出发,经过谱线筛选、宇宙线校正、能谱累积与本底处理后提取Fe峰计数率.我们借助月球勘探者号的热中子数据进行中子校正,之后结合月球样品、陨石与嫦娥三号的就位探测数据标定Fe元素丰度.嫦娥二号γ谱仪全月Fe分布图中月海玄武岩区域与Fe元素富集区域吻合,其中风暴洋和雨海中部为Fe含量高值区域(Fe O23 wt.%),南极艾肯盆地内也出现Fe的相对富集,而月陆区域Fe含量较低(Fe O8 wt.%).与月球勘探者号g谱仪的探测结果相比,嫦娥二号γ谱仪解算的Fe元素丰度(Fe O)平均偏低0.7 wt.%.     

嫦娥五号样品——月球遥感定量反演的新地面真值

嫦娥五号任务从月球风暴洋东北部成功返回了1731 g月壤样品.最新返回的月壤有望为月球遥感数据定量反演提供新的地面真值(Ground Truth).本研究中首先利用遥感数据获取了着陆单元的矿物组成和化学成分(FeO,TiO₂, Th),并与嫦娥五号月壤样品实验室分析结果进行对比.二者之间的差异(特别是橄榄石含量)反映了目前利用遥感数据反演元素和矿物含量的方法仍存在提升空间.本研究通过系统地对比分析发现:(1)嫦娥五号月壤具有高铁、中钛、富钍的化学特征,显著区别于已有阿波罗月壤,可为月球遥感研究提供全新的地面真值;(2)嫦娥五号月壤代表了一类发育成熟的年轻月海月壤,外来溅射物占比较小,能够反映着陆区玄武岩的成分特征;(3)嫦娥五号月壤粒径较小,符合Lunar Soil Characterization Consortium (LSCC)提供地面真值的样品标准(<45μm).此外,嫦娥五号着陆区也具有独特性:(1)位于月球正面西部的中纬度地区,不同于美苏样品返回任务所着陆的低纬度区域;(2)位于月球晚期玄武岩单元,区别于已有的光谱定标区.因此,以嫦娥五号月壤实测...     

月球上的新地名

去年,我国嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面冯•卡门撞击坑内,让月球上诞生了5个“中国地名”:“嫦娥四号”着陆点被命名为天河基地,着陆点周围的3个环形坑分别被命名为织女、河鼓和天津,着陆点附近的中央峰被命名为泰山。     

月球上的新地名

正去年,我国嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面冯·卡门撞击坑内,让月球上诞生了5个"中国地名":"嫦娥四号"着陆点被命名为天河基地,着陆点周围的3个环形坑分别被命名为织女、河鼓和天津,着陆点附近的中央峰被命名为泰山。     

月球Gardner火山区地质特征及其火山活动历史

Gardner火山区位于月球正面东侧,澄海与静海之间,区域内发育有丰富的火山形貌特征,是研究月球火山活动及其热演化的理想对象.本文利用新近获得的高分辨率影像、高程及多光谱等数据,对Gardner火山区地形地貌、元素分布等进行了详细的分析.研究结果表明,该区域存在穹窿、山脊、陡崖等多种地貌,区域表面铁钛丰度分别为11–17 wt%和1–3 wt%.结合撞击坑统计定年结果,本文认为Gardner区域在酒海纪晚期至雨海纪(3.90–3.54 Ga)经历了三期火山活动,产物以低钛玄武岩为主,其喷发规模随时间变化逐步减小.该区域漫长的火山活动历史使其成为研究月球火山作用和热演化的理想区域,可作为我国未来月球探测任务的备选着陆点.     

虹湾地区月球卫星遥感地质解析制图

月球卫星遥感的目标就是利用地质概念研究月球表面特性、深部结构和演化历史.以月球正面雨海虹湾地区为例,利用Clementine UV/VIS数据提取TiO2和FeO的含量图.基于SELENE TC图像,完成虹湾地区撞击坑和地层单元的解译,并由此利用撞击坑直径-频率统计方法获取虹湾地区不同地层单元的形成年龄.SELENE的重力场模型（SGM90d）揭示虹湾与雨海的重力特征差异,表现为独立的地质单元.嫦娥一号微波辐射计数据反演的月壤厚度与SELENE的数字地形模型在空间分布上有对应关系.综合这些多源遥感信息,表明虹湾与雨海无论深部结构还是表面沉积作用都表现为独立地质单元;虹湾形成后,经历了多期次沉降活动、沉积作用和撞击作用,表现为目前探测的状态.虹湾地区遥感地质解析结果将为未来潜在登月点选择或采样等提供科学依据.     

多尺度分析在月球表面哥白尼纪构造形迹研究中的重要性

近年来获取的月球高分辨率影像数据使月面哥白尼纪的线性构造形迹(如属于挤压构造的叶片状悬崖和属于伸展构造的地堑)成为行星地质学界的研究热点.这些构造单元是指示月球地质演化史和热演化史的重要窗口.本课题组尝试根据月表哥白尼纪线性构造单元的全球分布,全面分析其可能的成因模式,验证其应力来源是否只可能是月球晚期的全球收缩,研究月面区域地质背景对其形成过程的影响.在整理原始数据的过程中,作者注意到月球表面很多非构造成因的线性形迹极易与哥白尼纪的小型伸展和挤压构造相混,造成错误的解译.藉此,本文系统地比较了月球表面哥白尼纪构造形迹与月壤台阶、撞击熔融流、二次撞击坑链和月溪等线状形迹之间的相似性及其区别特征,并提出多尺度分析在研究月球表面哥白尼纪构造形迹中的重要性.     

从奔月之旅看嫦娥三号的七大首创

正"嫦娥抱玉兔,逐梦广寒宫",承载着中国首次地外天体软着陆和巡视探测任务的嫦娥三号月球探测嚣,去年12月2日1时30分从西昌卫星发射中心顺利升空,中国航天由此开启了一段崭新征程。一、嫦娥三号是什么嫦娥三号是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器,包括着陆器和月球车。二、嫦娥三号的使命嫦娥三号携带着中国的第一艘月球车——"玉兔号"月球车,在成功突破月球软着陆后开展月面巡视勘察、月面生存、深空测控通信与遥控操作     

嫦娥一号CLTM-s01模型揭示和证认的月球地形新特征

月球的表面地形、物质成分和月壳厚度在月球正面和背面的分布均具有明显的二分性, 绕月卫星的重力和地形等探测数据实现了人类对月球表面这种差异性的研究. 利用嫦娥一号激光高度计探测数据获得的高精度月球地形模型CLTM-s01, 结合月球全球重力场分布情况, 提议出月球表面4个新的地形特征, 分别是位于背面的类撞击盆地Sternfeld- Lewis, 撞击盆地Fitzgerald-Jackson, 撞击坑Wugang和正面的火山沉积高地Yutu, 同时对以往被提议的一些大尺度撞击盆地的地形特征进行了分析和证认, 并根据盆地特征划分了不同的盆地等级.