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重返月球-月球探测新视角（英文）

Science Bulletin 2024年第13期 2136-2148页

作者：林杨挺杨蔚张辉惠鹤九胡森肖龙刘建忠肖智勇岳宗玉张金海刘洋杨晶林红磊张爱铖郭弟均芶盛徐琳何雨旸张贤国秦礼萍凌宗成李雄耀杜爱民贺怀宇张鹏曹晋滨李献华 Key Laboratory of Earth and Planetary Physics Institute of Geology and Geophysics Chinese Academy of Sciences State Key Laboratory for Mineral Deposits Research and School of Earth Sciences and Engineering Nanjing University State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources School of Earth Sciences China University of Geosciences Institute of Geochemistry Chinese Academy of Sciences Planetary Environmental and Astrobiological Research Laboratory School of Atmospheric Sciences Sun Yat-sen University National Space Science Center Chinese Academy of Sciences Deep Space Exploration Laboratory/CAS Key Laboratory of Crust-Mantle Materials and Environments University of Science and Technology of China Shandong Key Laboratory of Optical Astronomy and Solar-Terrestrial Environment Institute of Space Sciences Shandong University Technology and Engineering Center for Space Utilization Chinese Academy of Sciences School of Space and Environment Beihang University

Lunar exploration is deemed crucial for uncovering the origins of the Earth-Moon system and is the first step for advancing humanity's exploration of deep space. Over the past decade, the Chinese Lunar Exploration Program(CLEP), also known as the Chang'e(CE) Project, has achieved remarkable *** has successfully developed and demonstrated the engineering capability required to reach and return from the lunar surface. Notably, the CE Project has made historic firsts with the landing and on-site exploration of the far side of the Moon, along with the collection of the youngest volcanic samples from the Procellarum KREEP Terrane. These achievements have significantly enhanced our understanding of lunar evolution. Building on this success, China has proposed an ambitious crewed lunar exploration strategy,aiming to return to the Moon for scientific exploration and utilization. This plan encompasses two primary phases: the first crewed lunar landing and exploration, followed by a thousand-kilometer scale scientific expedition to construct a geological cross-section across the lunar surface. Recognizing the limitations of current lunar exploration efforts and China's engineering and technical capabilities, this paper explores the benefits of crewed lunar exploration while leveraging synergies with robotic exploration. The study refines fundamental lunar scientific questions that could lead to significant breakthroughs, considering the respective engineering and technological requirements. This research lays a crucial foundation for defining the objectives of future lunar exploration, emphasizing the importance of crewed missions and offering insights into potential advancements in lunar science.

关键词：

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从电影《流浪地球Ⅱ》看月球的探测与利用

群言 2023年第4期 40-43页

作者：李雄耀中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心

2023年初热映的科幻电影《流浪地球Ⅱ》呈现了一个令人兴奋和发人深省的故事,告诉我们月球探索的重要性。电影中,为了拯救地球,人们提出了“移山计划”,即在月球上安装行星发动机“放逐”月球,同时在地球上安装行星发动机实现地球停转,... 详细信息

2023年初热映的科幻电影《流浪地球Ⅱ》呈现了一个令人兴奋和发人深省的故事,告诉我们月球探索的重要性。电影中,为了拯救地球,人们提出了“移山计划”,即在月球上安装行星发动机“放逐”月球,同时在地球上安装行星发动机实现地球停转,并推动其离开太阳系前往新的家园。故事背后的一系列问题引人深思:在月球上能用什么来制造庞大的行星发动机?用什么能源维持它的运行?地球被视为人类生命的摇篮,它的宜居环境是如何演变形成的,对人们寻找新家园有何启示?

关键词：科幻电影月球探索宜居环境流浪地球太阳系行星

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月球水冰资源综合开发技术研究概况

空间科学学报 2023年第2期43卷 273-290页

作者：张天唐红贺怀宇李雄耀周传娇刘建忠中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心贵阳550081 中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学北京100049

水冰作为月球的重要资源,是未来月球科研站以及月球基地建设和运行的基本保障,开展月球水冰资源综合开发技术研究是目前各航天大国的关注热点之一。本文调研了有关月球水冰的探测和研究成果,阐述了月球水冰的赋存状态与分布特征,详细分... 详细信息

水冰作为月球的重要资源,是未来月球科研站以及月球基地建设和运行的基本保障,开展月球水冰资源综合开发技术研究是目前各航天大国的关注热点之一。本文调研了有关月球水冰的探测和研究成果,阐述了月球水冰的赋存状态与分布特征,详细分析了月球水冰资源在开采提取、分离纯化、储存运输和分解利用等环节的技术方案,并简要评述了各个方案的优缺点。结合中国未来国际月球科研站的建设规划与美国以建立月球基地为目标的阿尔忒弥斯(Artemis)计划,评价分析了适宜开展月球水冰资源综合开发的地区和可行的技术方案,为中国在月球两极地区的水冰资源开发利用方案提供参考。

关键词：月球科研站月球极区月球水冰综合开发

低温低压条件下辉石粉末的热导率实验分析:对月球及火星表面热环境研究的指示

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岩石学报 2016年第1期32卷 99-106页

作者：于雯李雄耀王世杰中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心贵阳550081 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550081

在真空条件下矿物粉末热导率的实验测量,可为我们研究月球及行星表面的热属性和热演化,解译热红外和微波探测数据,开展月球及行星探测载荷设计提供重要的数据参数。本研究主要采用改造后的Hot Disk TPS 2500S导热仪对辉石粉末的热导率... 详细信息

在真空条件下矿物粉末热导率的实验测量,可为我们研究月球及行星表面的热属性和热演化,解译热红外和微波探测数据,开展月球及行星探测载荷设计提供重要的数据参数。本研究主要采用改造后的Hot Disk TPS 2500S导热仪对辉石粉末的热导率进行测量。同时,分析了真空度、温度对辉石粉末热导率的影响。实验结果表明:1)热导率随着真空度的降低呈下降趋势,大气压力在1000Pa时,辉石粉末热传导机制发生明显改变。在低压条件下(<1000Pa)热导率随真空度的变化趋于平缓;2)辉石粉末热导率随温度的升高而增大,但是增大的幅度在低压和常压条件下存在明显差异。根据实验结果,提出了低压条件下辉石粉末热导率随真空度和温度变化的关系式。本研究表明,在月球和火星表面热环境的研究中,温度和压力对热导率的影响程度是不同的。上述结果对未来开展地外样品的热导率测量提供了重要的参考。

关键词：月球火星辉石粉末热导率温度真空度

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基于光照和坡度约束的月球南极着陆选址分析

深空探测学报（中英文） 2023年第5期10卷 544-556页

作者：刘丹甘红魏广飞邱昱霄万李明李雄耀深空探测实验室合肥230026 中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥232001 成都理工大学地球科学学院成都610059 中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心贵阳550081 中国科学院大学资源与环境学院北京101408

月球两极永久阴影区富含的水和其它挥发分是研究月球和太阳系早期物质演化的重要手段,也是未来基地建设资源原位利用的重要来源。基于20 m/pixel分辨率的地形数据,计算了南极点附近15 km×15 km区域2026年的光照率和坡度,提出了采用精... 详细信息

月球两极永久阴影区富含的水和其它挥发分是研究月球和太阳系早期物质演化的重要手段,也是未来基地建设资源原位利用的重要来源。基于20 m/pixel分辨率的地形数据,计算了南极点附近15 km×15 km区域2026年的光照率和坡度,提出了采用精细网格划分研究区并以光照率和坡度作为工程约束的方法,得到了潜在着陆区的分布和面积随约束条件变化的规律。采用该方法进一步分析了南极88.5°S以上区域60 m/pixel分辨率的光照率和地形数据,得到了8个潜在着陆区,其中有3个分布在“沙克尔顿”(Shackleton)撞击坑坑缘、2个分布在“德·杰拉许”(de Gerlache)撞击坑坑缘、2个分布在前两个撞击坑相连的山脊、1个分布在Shackleton与“斯莱特”(Slater)撞击坑相连的山脊,为未来工程探测选址以及基于更高分辨率地形数据开展目标区域着陆点的选择提供参考。

关键词：月球极区光照条件坡度着陆区沙克尔顿撞击坑

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小行星表面有机物的红外光谱探测方法

空间科学学报 2022年第1期42卷 117-126页

作者：唐红周传娇李雄耀刘建忠莫冰于雯曾小家中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心贵阳550081 中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026 中国科学院太空制造技术重点实验室北京100094 中国科学院大学北京100049

小行星的有机物记录了太阳系早期有机物的形成发展历史,为地球早期生命前体出现的研究提供了重要依据,对于研究生命起源和演化具有重要意义。本文综合分析了小行星表面可能存在的有机物成分、种类及其赋存状态,利用红外光谱开展地面模... 详细信息

小行星的有机物记录了太阳系早期有机物的形成发展历史,为地球早期生命前体出现的研究提供了重要依据,对于研究生命起源和演化具有重要意义。本文综合分析了小行星表面可能存在的有机物成分、种类及其赋存状态,利用红外光谱开展地面模拟实验,探讨有机物的红外光谱特征及其影响因素。结果表明,不同类型有机物的红外光谱特征与其类型、结构、温度和压力等有关。研究确定了小行星表面主要有机物的红外光谱识别标志,初步提出了小行星有机物红外光谱探测仪器的基本指标参数。

关键词：小行星有机物红外光谱探测方法

存在初始“传导盖层”的月球岩浆洋演化与月壳成因

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岩石学报 2016年第1期32卷 1-9页

作者：许英奎李雄耀朱丹王世杰中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心贵阳550081 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550081

月球早期经历了岩浆洋阶段,岩浆洋的研究对认识月球内部构造有着重要意义。月球岩浆洋演化主导模型认为:岩浆洋结晶到80%左右,斜长石开始结晶,并上浮形成斜长岩月壳。该模型与观察事实存在两点矛盾:1)基于该模型计算结晶的斜长石An牌号... 详细信息

月球早期经历了岩浆洋阶段,岩浆洋的研究对认识月球内部构造有着重要意义。月球岩浆洋演化主导模型认为:岩浆洋结晶到80%左右,斜长石开始结晶,并上浮形成斜长岩月壳。该模型与观察事实存在两点矛盾:1)基于该模型计算结晶的斜长石An牌号比高地样品斜长石An牌号测试结果低;2)该模型散热速率计算指示岩浆洋在几个百万年时间内固化,而同位素体系对月球岩石样品定年结果表明月壳的结晶年龄十分古老,并且结晶区间跨越了270Myr,这与主导模型之间存在矛盾。以解决以上两点矛盾为目的,本文论证岩浆洋在演化之初硕部存在冷却"盖层",并将硅酸盐熔体在温度梯度下的热扩散效应引入岩浆洋演化模型。热扩散效应指均一的物质在温度梯度下发生分异的过程。本文工作模型是:由于月球的重力常数小,不能有效的保持大气,因此月球的岩浆洋表面温度很低。此时岩浆洋自上而下存在一个过渡的瞬态固化"盖层"(淬火层),岩浆洋自上而下存在温度梯度,岩浆洋在该梯度下发生热扩散效应(Soret效应),Soret效应导致上部结晶斜长石的熔体富Ca和贫Na,因此结晶的斜长石An牌号高。

关键词：月球岩浆洋斜长岩月壳热扩散

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月表有效太阳辐照度实时模型

地球物理学报 2008年第1期51卷 25-30页

作者：李雄耀王世杰程安云中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550002

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... 详细信息

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.

关键词：月球月表太阳辐射模型

月表不同矿物中太阳风成因OH/H2O热稳定性的模拟实验研究

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月表不同矿物中太阳风成因OH/H2O热稳定性的模拟实验研究