月球南极的微波辐射分布与异常

对南极的探测是几乎所有月球卫星探测任务的重点目标之一.其目标意在利用该地的光照资源和可能存在的冰为今后建立月球基地提供条件.利用多层微波辐射传输方程模拟并分析了多种影响因子对月壤微波亮温的影响.使用“嫦娥一号”微波探测仪（CELMS）所获得的观测数据研究了月球南极的微波辐射分布规律.在分析其普遍规律的基础上,研究了具有异常微波辐射特征的地区.月球极地微波亮温呈现规则环状分布,从赤道向两极递减.分析认为,在赤道月壤内温度梯度较大,越向两极月壤内的平均温度梯度越小.随着频率降低,白天夜晚的亮温差也逐渐降低.据此制作了两极月球亮温分布图.研究发现,微波亮温的变化在南纬85°以后逐渐与高程变化同步.这一现象与太阳照射月球的角度有关,并指示了南极月壤温度的冷热分布.所提取出的异常冷点分布是永久阴影区的搜索方向,异常热点则标志着该地有丰富的热量资源.     

Lunar polar illumination based on Chang'E-1 laser altimeter

月球极区光照模型为研究月球车着陆点选择和水冰存在的探测提供了依据.利用“嫦娥一号”探月卫星获取的激光测高数据,得到了全月面高精度的数字高程模型(DEM),特别是在月球两极地区,地形细节清晰可见,为极区光照模型的建立提供了精确的数据基础.本文通过由测高数据建立的DEM和月球轨道参数相结合,采用地形最大高度角法,对月球极区的光照条件及其应用进行了研究和分析.光照率的计算周期为19年,考虑了黄道和白道交点进动的影响(18.6年).计算结果表明:(1)未发现有持续光照区;(2)有长久阴影区存在;(3)在南极或北极的夏季,撞击坑边沿高地处可以享受到连续的光照;(4) Shackleton撞击坑可以作为月球车着陆的首选目标之一.     

基于"嫦娥一号"激光测高数据的月球极区光照条件研究

月球极区光照模型为研究月球车着陆点选择和水冰存在的探测提供了依据.利用"嫦娥一号"探月卫星获取的激光测高数据,得到了全月面高精度的数字高程模型(DEM),特别是在月球两极地区,地形细节清晰可见,为极区光照模型的建立提供了精确的数据基础.本文通过由测高数据建立的DEM和月球轨道参数相结合,采用地形最大高度角法,对月球极区的光照条件及其应用进行了研究和分析.光照率的计算周期为19年,考虑了黄道和白道交点进动的影响(18.6年).计算结果表明:(1)未发现有持续光照区;(2)有长久阴影区存在;(3)在南极或北极的夏季,撞击坑边沿高地处可以享受到连续的光照;(4)Shackleton撞击坑可以作为月球车着陆的首选目标之一.     

月表温度对于月幔对流影响的数值模拟研究

行星内部对流计算中,一般都将其表面温度作为常温处理.但在月球、水星等无大气的天体表面,温度与纬度明显相关,月球两极和赤道的平均温度相差可以达到100 K以上.纬度相关的温度边界条件,是否会影响天体早期对流特征与内部热状态,过去没有得到重视和研究.本文使用有限元方法进行了二维球壳对流模型的热演化模拟,以评估无大气行星上,与纬度高度相关的表面温度对其内部对流和演化的影响.模拟计算结果表明,表面温度会对月球对流形态产生较大影响,两极因为相对更冷而易于形成下降流,上升流更倾向于从赤道位置开始,在早期演化中表现得尤为明显.受边界条件影响,月球两极与赤道的岩石圈厚度差异可以达到400 km以上.今后在研究太阳系内月球、水星一类没有大气的天体演化、特别是早期演化时,对于表面温度纬度相关分布的影响应该予以考虑.     

月球探测中若干问题的研究及进展

本文主要介绍了在第二次探月高潮中对于月球重力场、月球天平动、月球耗散效应等月球物理特性的研究成果,以及建立月球参考框架以及布设月面控制网等月球大地测量方面的方法和进展,并探讨了月球探测过程中应用到的相关技术,最后,对月球探测的进一步发展做出展望.     

月球重力场对月球内部结构研究的作用

月球是人类深空探测的首要目标,而月球的内部结构则是我们了解月球与地月系形成与演化的重要窗口.相比于其他物理场,月球重力场模型具有全球均匀覆盖、精度和分辨率持续提高的特点,在月球内部结构研究中扮演着重要作用.本文对月球重力场在月球内部结构研究中发挥的作用进行了论述,包括月壳、月幔以及月核,其中重点介绍了高阶次重力场模型对...     

月球探测及月球重力场的确定

针对近年月球探测渐成热点和我国即将发射“嫦娥卫星”的状况,本文首先归纳了月球各项几何与物理特性以及月球探测的经济、科学和战略意义.然后,讨论了月球重力场在探月中的作用,并对国外月球重力场研究的发展历程、主要方法及面临的困难进行了综述.最后,结合我国“嫦娥工程”,对我国月球重力场探测的可行性,从航天运载能力、轨道跟踪手段、重力场恢复技术以及方法创新等方面进行了分析,以期为我国自主确定月球重力场模型提供参考依据.     

基于月球动力学演化的地质年代划分

月球地质年代表将月球的地层按形成的时间顺序划分为不同的时代,能够清晰地表达月球的整体演化历史.在地基望远镜观测和阿波罗时代早期,由于当时所用数据的空间覆盖度和分辨率有限,所建立的月球地质年代划分存在部分缺陷.在阿波罗时代结束以来的几十年里,人类对月球进行了更广泛的研究,拓展了对全月地质演化的认识和理解.基于对月球动力学演化的综合性分析,本文对当前的月球地质年代表进行了更新,特别考虑了内动力地质作用和外动力地质作用在月球早期演化中所发挥的作用.首先,根据内动力和外动力在不同时期对月球改造的效应,提出了三阶段月球动力学演化模型,并建立了三个相应的“宙/宇”级别的年代及地层单元.其次,为了更清晰地反映月球的演化历史,以南极-艾肯(SPA)盆地的形成为界线将前酒海纪划分为了岩浆洋纪和艾肯纪,其中较年轻的艾肯纪是以SPA盆地的形成为起点.本文识别了SPA盆地的溅射物地层,即达斯建造,其沉积在月球的原始月壳上,是岩浆洋结束后保存下来的最古老的外动力成因地层.更新的月球地质年代表系统综合了阿波罗时期以来月球探测和研究的成果,构建了一个描述月球演化历史的系统框架,能够更方便地开展月球地质研究,对其他类...     

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.     

嫦娥一号图像数据处理与全月球影像制图

“中国首次月球探测工程全月球影像图”是我国第一幅覆盖月球的遥感影像图, 将成为嫦娥工程后期探测和月球科学研究的重要基础图件. 详细介绍了嫦娥一号CCD图像数据的获取、数据特点和数据质量, 描述了图像数据的处理方法和流程, 按制图规范对图像数据进行了镶嵌拼接和处理, 制作了覆盖全月球的1:250万比例尺影像图, 并进行了影像图的定位精度分析. 数据处理和制图结果表明, 嫦娥一号CCD数据及其定位精度能够满足1:250万比例尺的制图要求, 制作的“中国首次月球探测工程全月球影像图”, 其相对定位精度优于240 m, 平面定位精度约为100 m~1.5 km, 定位精度略好于2005联合控制网(ULCN2005)和克莱门汀基础地图(2.0版); 对所有像元进行了逐一光度校正, 大大改善了全球图像的一致性, 是目前覆盖最全、图像质量最好、定位精度最高的全月球影像图.     

月球探测计划中影像数据的格式

月球影像数据是研究月球的地貌、地表形态,绘制全月地形图以及进行各种相关科学研究的基础.早期的Lunar orbiter,Apollo,Surveyor基本是以模拟影像格式传回地球,经过扫描后以照片形式发布.Clementine 的数据是通过PDS中心,以PDS的形式发布的.影像数据的保存与发布格式应遵循以下原则：数据格式要便于经常更新和补充;能够在各种平台和各不同目的使用人群中方便地使用;要符合国际标准,方便处理,能够与以前多次探测计划得到的数据结合使用.为中国嫦娥工程的影像数据格式提出建议.     

月球磁场与月球演化

月球的磁场强度一般在1~10 nT（1 nT=10-9T）的范围内，最大磁场强度超过100 nT，强磁场区一般位于大的撞击盆地的对峙区域.月球样品的剩磁强度与铁的丰度呈负相关，在38~36亿年间形成的岩石样品剩磁强度最大.月球磁场的变化特征与月球的形成与演化有重要的关系，大碰撞学说来解释月球磁场的变化较合理.     

地震活动的月相效应

本文利用中国大陆１９１０年以来６．０级以上和首都圈地区１９６６以来１．０级以上大量地震资料，对地震活动的月相效应进行了研究。结果表明，发生在各个月相上的地震频次明显受月相的调制和制约，并且有一定的规律性，月相效应的最大幅度可影响地震活动平均频次的２５％以上，证明了地震活动的月相效应明显存在，其影响不可忽略。结果还表明，月相效应的基本特征是具有半月和全月周期性，此外，对首都圈地区地震活动以及唐山，邢     

月表有效太阳辐照度实时模型

月表太阳辐射是深入研究月表温度分布的关键问题之一. 本文根据月表有效太阳辐照度与太阳常数、太阳辐射入射角以及日月距离之间的关系,建立月表有效太阳辐照度的实时模型. 该模型在1950～2050年的100年内的理论误差百分比小于0.28％, 相对前人提出的模型在精度上有了很大程度的提高,能较为真实地反映月表有效太阳辐照度随时间的变化规律. 计算结果表明2007年月表太阳辐照度的年变化范围在1321.5～1416.6 W·m^-2之间,平均为1368.0 W·m^-2. 通过对月表太阳辐射入射角计算结果的分析,证实了月球的两极可能存在极昼极夜.     

在嫦娥一号探月工程中求定月球重力场

月球重力场制约着近月外空间物体的运动,同时环月飞行器的运动也反映了月球重力场的作用. 本文结合我国嫦娥一号探月工程,探讨了利用月球卫星的地面跟踪资料,求定月球重力场的基本理论和方法,分析了环月卫星的轨道高度、地面跟踪采样时间间隔和跟踪精度等对求定月球重力场的影响. 若单独利用我国嫦娥一号探月工程的地面跟踪数据,恢复30阶次左右的月球重力场模型是一个比较实际的目标. 地面跟踪最好能以75s的时间间隔进行采样,数据连续提供时间应不少于30个昼夜,月球卫星星下点的月面轨迹间距不大于110km.     

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）.     

Lunar Laser Ranging: Glorious Past And A Bright Future

Lunar Laser Ranging (LLR), a part of the NASA Apollo program, has beenon-going for more than 30 years. It provides the grist for a multi-disciplinarydata analysis mill. Results exist for solid Earth sciences, geodesy and geodynamics,solar system ephemerides, terrestrial and celestial reference frames, lunar physics,general relativity and gravitational theory. Combined with other data, it treatsprecession of the Earth's spin axis, lunar induced nutation, polar motion/Earthrotation, Earth orbit obliquity to the ecliptic, intersection of the celestial equatorwith the ecliptic, luni-solar solid body tides, lunar tidal deceleration, lunar physicaland free librations, structure of the moon and energy dissipation in the lunar interior.LLR provides input to lunar surface cartography and surveying, Earth station and lunar retroreflector location and motion, mass of the Earth-moon system, lunar and terrestrial gravity harmonics and Love numbers, relativistic geodesic precession, and the equivalence principle of general relativity. With the passive nature of the reflectors and steady improvement in observing equipment and data analysis, LLR continues to provide state-of-the-art results. Gains are steady as the data-base expands. After more than 30 years, LLR remains the only active Apollo experiment. It is important to recognize examples of efficient and cost effective progress of research. LLR is just such an example.     

台湾海峡7.3级地震余震活动的月相效应

利用福建地震月报目录,对1994年 9月16日台湾海峡南部M_S 7.3地震的余震活动月一定震级以上的频次进行统计的结果表明,台湾海峡余震活动在一个朔相效应进行了研究。对望月内的变化是有起伏的,起伏明显地受月相的调制,起伏的变化在朔、望、上下弦附近出现相对极值,并且频次起伏的幅度可达地震活动平均频次的80%以上,从而证明了余震活动的月相效应是明显存在的,其影响是不可忽略的。另外,通过对月相效应的谐波分析还表明,余震月相效应的基本特征是具有1/4月波和半月波的周期性。研究余震活动的月相效应对强余震的预报 及其区域应力场的变化有一定的科学意义和实用价值。