月球水冰探测进展

月球上是否存在水冰是第二次月球探测热潮中的热点问题。 1 994年克莱门汀号 (Clementine)环月探测器搭载的频率为 2 .2 73GHz双基地雷达探测到月球南极一些地区出现同向极化增加等独特的回波特征 ,这些地区正好处于极地永久阴影区 ,表明这些地区可能存在水冰。Arecibo天文台频率为 2 .38GHz的地基雷达对月球极地进行制图 ,也得到类似结论。 1 998年月球勘探者号 (LunarProspec tor)环月探测器搭载的中子探测仪在月球极地永久阴影区探测到高含量的氢信号大多认为是水冰引起的。但雷达探测和中子探测结果均存在多解性。月球表面粗糙度同样可以引起雷达回波呈现出类似水冰的异常特征 ,而中子探测仪测量到的仅仅是氢信号而非水 ,而且月球勘探者号撞击月表之后并没有探测到任何的水蒸气信号。月球极地水冰存在与否、存在形式和存在数量等科学问题的回答需要对月球极地特别是永久阴影区作进一步探索     

月球地形地貌对各种月面探测技术的影响

月球的地形地貌一直以来都是备受关注的重要内容,它对光学成像、热红外、微波辐射等遥感探测以及月面探测活动具有重要的影响。与地球不同,月球上没有大气、海洋,也未发现生命迹象,对月球的探测直接面对着高低起伏变化的月球表面。而且,特殊的地形地貌,在矿物组成、含量方面也表现出显著的差异。本文介绍了光学成像、热红外遥感以及微波辐射遥感等月面探测技术的原理,通过分析其主要影响机理,认为月球地形地貌对各种月面探测技术的影响主要体现在不同地貌的岩石类型和组成差异影响、地形起伏和热环境差异影响以及崎岖月面安全威胁三个方面,这也是今后研究的重要发展方向。     

月球探测的进展与中国的月球探测

介绍了月球探测历程、第一次探月高潮中在月球的形状、大小、轨道参数、近月空间环境、月表结构与特征、月球的岩石类型与化学组成、月球的资源与能源、月球的内部结构与演化历史等方面所取得的成果。提出了中国开展月球探测的初步设想,认为近期中国的月球探测应以不载人月球探测为宗旨,分为“绕、落、回”三个发展阶段,即环月探测、月面软着陆器探测与月球车月面巡视勘察、月面软着陆与采样返回。     

月球光学遥感与制图研究进展

在月球探测活动中,光学成像探测是任务重点,也是信息量最大的数据源。航天技术和传感器技术的发展促进了月球光学遥感的发展,月球科学研究也越来越依赖于高分辨率遥感数据,对月球光学遥感与制图的研究是月球探测的关键问题之一。本文扼要论述了其中的几个方面,包括月球光学遥感数据获取系统、月球遥感立体测绘和制图,以及月球控制网构建等方面的研究进展。     

微波雷达在嫦娥探月工程中的应用

微波穿透雷达对月球的观测方式可以分为地基、星载环绕、星地联合以及就位探测等。对比其他探测手段,微波雷达在探测范围和空间分辨率上有很明显的优势,因此在月球和其他行星探测中起着重要的作用。国内外越来越多的深空探测任务已经或准备携带微波雷达,用于探索地外天体的浅表层地质结构,以了解行星地质过程和演化历史。本文综述了我国嫦娥三号和四号月球车玉兔号和玉兔2号在就位微波雷达(测月雷达)探测月球浅表层地质结构方面所取得的新进展,重点阐述了测月雷达在揭示月壤内部的精细结构、表层与次表层地质结构探测等方面的应用。最后,展望了我国月球微波雷达的发展趋势。     

月球上的水：探测历程与新的证据

最早提出月球上可能有水的设想是在20世纪60年代初,但一直停留在理论阶段,即使60～70年代阿波罗计划采集的月球样品在地面实验室的精细分析也认为月球上没有任何形式的水.美国1994年发射的克莱门汀号和1998年发射的月球勘探者号虽然获得月球上可能有水的一些间接证据,但其探测数据的解释一直存在质疑和争论.2008年以来,...     

月面高精度控制点在嫦娥一号和嫦娥二号原始影像上的定位

全月制图是嫦娥一期工程4个基本目标之一。实现高精度月面制图需要建立一个统一的月面控制网,高精度控制点在嫦娥影像上的定位对于月面控制网的建立有着至关重要的意义。分析了现有月面控制网的基本情况及高精度月面控制点位置与精度,确定了落月舱及精度最高的5个棱镜控制点在嫦娥一号和嫦娥二号月球02级原始影像上的位置。定位过程充分利用落月舱在LRO和嫦娥影像上的共同特征,及落月舱局部区域月面环形坑的相对位置关系。通过几何定位与影像纠正的方法确定了控制点的图上位置,达到了约1个像素的定位精度。     

嫦娥五号返回样品的科学研究前景

2020年12 月17 日凌晨,我国嫦娥五号首次携带月球"土特产"顺利返回预定着陆点,宣告我国探月工程"绕、落、回"三步战略 目标完美收官.此次任务通过钻取和表取两种方式圆满完成月球采样任务,共带回不同深度月球样品1731 g,标志着中国成为地外样品返回量仅次于美国的深空探测大国.     

美国阿波罗月球样品的处理与保存

中国嫦娥工程三期将进行月球样品的采集与返回,这是继美国Apollo和前苏联Luna之后,国际上最新的月球样品返回计划。月球样品的存储与管理方法将成为中国探月工程中亟待解决的重要问题之一。特别是如何最大程度地保持月球样品的科学研究价值,避免或减少可能的样品污染等问题,不仅为工程部门所关心,也是月球科学家所极为关注的问题。文中主要回顾和总结了美国Apollo月球样品的处理与保存方法,包括月球样品实验室简况、月球样品初步处理方法、月球样品初步测试分析及相关实验简介和月球样品的保存方法等内容,以期为中国月球样品的返回和地面存储提供有益的借鉴。     

月球风暴洋地区元素丰度研究:“嫦娥二号”X射线谱仪探测数据分析

月球表面的元素丰度是研究月表物质分布的基础数据,可以提供月球地质演化历史的重要信息。探月工程"嫦娥二号"卫星搭载了一台X射线谱仪,自2010年10月1日发射以来,获得了丰富的观测数据。在X射线谱仪长达7个月的对月球观测期间,发生过多次太阳爆发。文中利用2011年2月16日9时一次太阳M级爆发事件时X射线谱仪的观测数据,建立了定量反演元素丰度的方法,获得了月球正面风暴洋地区Mg、Al、Si、Ca和Fe的含量。通过各区域的元素含量比较,从风暴洋南部沿飞行轨迹向北,Si含量逐渐升高,这种差异可能反映了不同时期玄武岩浆的成分差异。Ⅱ区域的Fe含量高于其他5个区域,但Ca、Mg、Al含量低于其他5个区域,说明II区域相对其他地区受高地物质的混染影响较小。月球风暴洋中6个探测区域的元素平均含量分别是Mg 7.3%、Al 8.4%、Si 15.8%、Ca 6.0%、Fe 18.6%。最后,分析了"嫦娥二号"XRS数据反演月表元素含量可能存在的误差。     

中红外光谱在月球探测中的应用

硅酸盐矿物的中红外光谱一般具有明显的CF特征和Reststrahlen吸收带,这些特征都与硅酸盐的组成密切相关,可以作为判别其组成的指示特征。月球表面的主要矿物有辉石、斜长石、钛铁矿和橄榄石,其中除了钛铁矿以外,都属于硅酸盐的范畴。如果充分利用月球表面硅酸盐的红外光谱特征,即CF特征和Reststrahlen吸收带,将可以用于探测VIS-NIR光谱无法完成的探测目标:钙长石、橄榄石、石英和碱性长石等。如果在嫦娥工程的后续探测器(如轨道器、月球车或者软着陆平台)上搭载中红外光谱仪对月表物质进行探测,将有利于成功实现对月球表面的矿物和岩石的精确探测,这也将是我国首次采用中红外光谱探测仪对月球进行系统的矿物与岩石探测。     

月球引力场和磁场探测新进展

简要地回顾了前苏联、美国探测月球引力场和磁场的历史,介绍了各国的探月计划;较详细地介绍和分析了美国克莱门汀(Clementine,Cl）和月球探测者(Lunar Prospector,LP)两艘飞船探测月球引力场和磁场的最新成果：Konopliv A S等根据月球探测者数据绘制的最新月球重力图(LP100j,月球正面n=90,背面n=60),Halekas J S等根据月球探测者电子反射测量数据绘制的第一张全月球磁场图,Zuber M T等根据克莱门汀数据制作的月球(自由空间和布格)重力异常图和月壳厚度图;提出了开展有关研究工作的几点建议。     

月球钻探取样技术研究进展

“嫦娥5号”探测器的成功发射，揭开了我国月球采样返回的序幕。面对当前月球（未来深空）探测的需求，钻进技术作为能够获取深层地质样品的最常用手段，受到越来越多的关注。然而，地球环境下的常规钻探机具与工艺在面对月球（太空）环境时并不能直接进行应用。基于此，本文就当前各国月球钻探技术的研究进展进行了广泛调研与分析，具体包括真实月壤的性能及模拟月壤的研发、月球环境对钻进的影响、月球钻探机具结构和月球钻探规程的探索等几个方面；并对未来月球钻探技术的发展进行了分析思考。     

遥感岩石学的研究及其进展

结合近几年来的研究实践以及国内外大量研究成果的分析，提出了遥感地质学中的一个重要分支科学－－“遥感岩石学”的概念及定义，介绍了遥感岩石学的三个重要研究内容：（１）岩石，矿物的光谱特征研究；（２）机载遥感数据的岩石信息提取与识别；（３）星载遥感数据的岩石信息提取与识别，并对遥感岩石学的未来发展作了展望。     

月球数字地质图的编制与研究

中国月球数字地质图的编制是利用嫦娥一号、嫦娥二号月球科学探测数据和其他已有月球地质资料与研究成果,通过对月球岩石成分、地质构造和形成时代等要素的研究,应用Arc GIS平台编制1∶250万月球地质图,并建立数字地质图空间数据库。本文通过对月球典型地区地质图的编制与研究,制定了月球数字地质图的编图方案、流程与图示图例,建立了Geodatabase空间数据库,为有效地对数字地质图进行更新与管理,开展月球地质综合研究、编制全月球地质图及未来开展其他天体的地质编图工作奠定了基础。通过地质图编制与大量月球资料的综合集成研究,对月球形成与构造演化进行了初步的探讨。     

高光谱遥感油气探测技术

高光谱遥感探测技术已成为探测油气藏的前沿新技术之一.研究以油气微渗漏地表共生异常理论为基础, 采用基于小波主成份分析(principal component analysis, PCA)最大似然分类、端元提取分类、光谱库典型蚀变光谱分类和植被指数决策树分类方法, 对榆林典型稀疏植被地区的进行油气勘探, 提取了与烃异常相关的粘土、碳酸盐、植被异常等相关的专题信息产品, 得出综合异常区图.对照分析已知气井与油气异常区分布, 证明了油气微渗漏信息的提取与识别方法的有效性.      

月球表面“冷点”和“热区”研究:嫦娥二号微波亮温数据分析

月球微波亮温数据是研究月球表面物理性质的重要数据源。本文基于嫦娥二号微波辐射计37 GHz通道微波亮温数据,计算了亮温数据月球地方时,获取了月球一天中不同时间段的12幅月表微波亮温分布图。其中,月球白天亮温正异常区("热区")和月球夜晚点状亮温负异常区("冷点")是最为显著两类亮温单元。"热区"和"冷点"具有独特的亮温特征和昼夜变化规律:相对周围环境,"热区"在月球白天亮温明显偏高,夜晚亮温较低,"冷点"在月球夜晚亮温明显偏低,白天亮温略高;与同纬度地区相比,"热区"和"冷点"的升温和降温速率都较大。对比分析月表影像图、Ti O2含量、物理温度和石块含量数据,我们发现:"热区"对应月海区Ti O2含量较高,同纬度地区的亮温和Ti O2含量呈明显正相关,较高Ti O2含量是"热区"形成的主要因素;大部分"冷点"中心都对应着年轻辐射纹撞击坑,"冷点"中心夜晚物理温度和岩石含量较高,"冷点"地区亮温与其夜晚温度和石块含量呈负相关分布,较高的石块含量是"冷点"形成的主要因素。     

海洋遥感进展与展望

详尽介绍了海洋遥感技术的兴起、发展与航空摄影、陆地卫星、气象卫星在海洋上的应用,阐明了90年代海洋遥感发展趋势。     

月球东海盆地的矿物光谱特征及遥感探测

东海盆地是月球上最年轻的大型撞击盆地之一,其地形地貌和矿物与岩石类型分布将有助于我们深入理解月球撞击盆地形成过程和地质演化历史。LOLA高程数据揭示东海盆地为保存完好的多环撞击盆地。基于月球矿物绘图仪（M3）反射率数据,在东海盆地发现了尖晶石、辉石、结晶斜长石、橄榄石等矿物,采用修正高斯模型（MGM）进行混合矿物光谱分解获取了矿物端员,利用光谱角分类方法（SAM）作出了Maunder 撞击坑的主要矿物分布图。发现的纯结晶斜长石矿物与最近其他月球探测（如Kaguya)相吻合,为月球岩浆洋模型提供了新约束条件。在Lowell撞击坑中央峰发现尖晶石分布,并利用多光谱成像仪（MI）数据进行了验证;利用MGM方法,在Maunder建造上发现结晶斜长石与尖晶石的混合矿物,我们通过分析认为东海盆地的尖晶石在外卢克山脉上可能有更广泛的分布。     

基于ArcGIS的月球虹湾地区数字地质图编制研究

虹湾幅月球数字地质图是中国首次编制的关于月球地质演化的地质图,应用的主要数据资料来源于"中国首次月球探测工程"嫦娥一号CCD影像数据、DEM数据,结合Clementine750nm影像数据,主要月坑的高分辨率图片,同时结合前人的研究成果,如主要矿物元素含量分布图、多波段反射率特征分布图等编制完成。所有的数据处理应用的是ArcMap平台,同时结合使用了MapGIS软件和Photoshop软件,数据模型采用Geodatabase地理数据模型。详细介绍了基于ArcGIS平台编制月球数字地质图的工作流程,编制方法及依据、编制规则及数据库的建立等,为今后开展月球数字地质图的编制积累了经验。