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地月空间粒子辐射环境及其对月表物质的影响研究进展

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地球物理学报 2023年第7期66卷 2685-2702页

作者：史全岐张江乐超宗秋刚谢良海王慧姿韩晨尧傅越商文赛郭瑞龙田安民山东大学空间科学研究院/空间科学与物理学院山东省光学天文与日地空间环境重点实验室山东威海264209 北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国科学院国家空间科学中心北京100081

由于没有全球磁场和稠密大气保护,月球直接受宇宙线、太阳风和地球风粒子的轰击.了解月球空间粒子辐射的特性、粒子的来源和传输等过程,本身是亟待解决的空间科学基础问题,同时还可帮助更好地提供预报和预警,为保障探月和载人登月等活... 详细信息

由于没有全球磁场和稠密大气保护,月球直接受宇宙线、太阳风和地球风粒子的轰击.了解月球空间粒子辐射的特性、粒子的来源和传输等过程,本身是亟待解决的空间科学基础问题,同时还可帮助更好地提供预报和预警,为保障探月和载人登月等活动的安全提供理论参考;此外,月球空间辐射环境中的粒子与月表作用产生的水等物质对载人登月和月球基地意义重大,且月表物质保存了空间环境较为完整的信息和演化历史,对研究地月系统及太阳系其他天体(乃至系外行星)的宜居性与演化,也具有重要的科学价值.本文在简要总结地月空间粒子辐射环境研究现状的基础上,重点分析了近月粒子辐射环境及其对月表物质所产生的影响,梳理了宇宙线、太阳能量粒子事件、太阳风、地球风以及月源粒子等不同辐射的来源和传输机制,这些粒子与月表作用产生水、赤铁矿、中性原子等物质的过程,以及相关过程对月球空间环境的影响、对地月系统演化的启示等关键科学问题,并提出了解决问题所面临的技术难点,最后对未来可能的重点研究内容进行了展望,可为后续月球探测任务(例如嫦娥四期和国际月球科研站等)相关领域科技规划提供一定的参考.

关键词：地月空间环境空间粒子辐射宇宙线太阳风太阳能量粒子地球风月表物质月球水

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CLDS-i模拟月尘的基本性质及应用前景

载人航天 2017年第1期23卷 118-122页

作者：唐红张森森李雄耀王世杰刘建忠李世杰李阳吴焱学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 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410000 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 中国科学院大学北京100049

月尘对航天器、航天服性能和航天员的健康存在的危害迫切需要解决,在月尘样品稀缺的条件下,具有很高相似性的CLDS-i模拟月尘是开展尘埃防护技术攻关和毒性机理研究的重要基础。CLDS-i模拟月尘含75%玻璃组分和少量纳米金属铁颗粒,中值粒... 详细信息

月尘对航天器、航天服性能和航天员的健康存在的危害迫切需要解决,在月尘样品稀缺的条件下,具有很高相似性的CLDS-i模拟月尘是开展尘埃防护技术攻关和毒性机理研究的重要基础。CLDS-i模拟月尘含75%玻璃组分和少量纳米金属铁颗粒,中值粒径为500~600 nm,具有复杂粒形和锋利棱角,其基本性质与实际月尘相似,可应用于月尘科学研究、月尘治理技术、月尘毒理学研究等诸多领域。

关键词： CLDS-i模拟月尘纳米金属铁性质

探地雷达技术对表层岩溶带典型剖面组构刻画与界面识别

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中国岩溶 2019年第5期38卷 759-765页

作者：高强山彭韬付磊王世杰曹乐程倩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550081 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 中国科学院大学北京100049 中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站贵州普定562100 贵州省水土保持技术咨询研究中心贵阳550021

表层岩溶带是岩溶研究的重要对象,以往研究以剖面调查半定量为主,文章利用探地雷达属性技术对其发育情况进行定量研究。选取3个表层岩溶带的典型剖面(浅裂隙土、深裂隙土、厚土层覆盖),并采集探地雷达数据,通过提取相干体属性和均方根... 详细信息

表层岩溶带是岩溶研究的重要对象,以往研究以剖面调查半定量为主,文章利用探地雷达属性技术对其发育情况进行定量研究。选取3个表层岩溶带的典型剖面(浅裂隙土、深裂隙土、厚土层覆盖),并采集探地雷达数据,通过提取相干体属性和均方根振幅属性来挖掘雷达数据中的潜在信息,用于区分介质组构和识别发育深度界面。结果表明,均方根振幅属性较好地区分出了浅裂隙土型和深裂隙土型的岩土介质,厚土层覆盖型的犁耕层与非犁耕层土壤介质;相干体属性能较好地识别出表层岩溶带和下部完整基岩,定量化其发育厚度。

关键词：岩溶表层岩溶带探地雷达属性技术

多接收电感耦合等离子体质谱法测定岩石和土壤等国家标准物质的硅同位素组成

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岩矿测试 2023年第1期42卷 136-145页

作者：杨林石震于慧敏黄方中国科学技术大学地球和空间科学学院中国科学院壳幔物质与环境重点实验室安徽合肥230026 中国科学院比较行星学卓越创新中心中国科学技术大学安徽合肥230026

随着分析方法的进步和分析精度的提高,硅(Si)同位素被越来越多地应用于地球化学、宇宙化学和环境化学研究中,可以用于示踪壳幔物质循环、俯冲流体的来源,以及制约月球和地外天体的起源与演化等。为确保不同类型样品中硅同位素测量的准... 详细信息

随着分析方法的进步和分析精度的提高,硅(Si)同位素被越来越多地应用于地球化学、宇宙化学和环境化学研究中,可以用于示踪壳幔物质循环、俯冲流体的来源,以及制约月球和地外天体的起源与演化等。为确保不同类型样品中硅同位素测量的准确性和不同实验室间数据可以进行对比,需标定一系列标准物质的硅同位素组成。前人工作中已经标定一系列来自美国地质调查局(USGS)的标准物质的硅同位素,为硅同位素的研究奠定了坚实的基础。但由于这些标准物质已经售罄,今后继续开展硅同位素研究面临无标样可用的境况。为了能持续性地用高精度硅同位素数据对相关领域研究提供支持,急需对新的标准物质进行高精度的硅同位素的测量。本文采用氢氧化钠碱熔法消解样品,经化学纯化后,利用多接收电感耦合等离子体质谱法精确测量了30个国家标准物质的硅同位素组成,δ^(30)Si值测试精度优于0.08‰。这些标准物质包括11个火成岩、2个变质岩、2个沉积岩、6个河流和海洋沉积物以及9个土壤,SiO_(2)含量范围为32.69%~90.36%,覆盖了大部分自然样品的变化范围。在这些标准物质中,河流沉积物GBW07310具有最高的δ^(30)Si值,为0.85‰±0.01‰,而受高度风化作用影响的黄红色土壤GBW07405和砖红壤GBW07407具有较低的δ^(30)Si值,硅同位素组成分别为-0.68‰±0.03‰和-1.82‰±0.03‰,其余大部分标准物质的δ^(30)Si值变化范围为-0.42‰~-0.07‰。本文对这些国家标准物质硅同位素组成的精确标定,丰富了硅同位素研究的标准样品数据库,为全球不同实验室的硅同位素测试提供了基础数据,为后续在多种领域开展硅同位素研究打下坚实的基础。

关键词：硅同位素国家标准物质碱熔法多接收电感耦合等离子体质谱法高精度测试方法

基于LOLA数据的Aristarchus高原光照特性初步研究

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深空探测学报 2017年第2期4卷 171-177页

作者：张吉栋孟治国平劲松李文潇王明远赵瑞吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 中国科学院国家天文台月球与深空探测重点实验室北京100012

改进了月面中低纬度地区光照分析算法,以Aristarchus高原(AP)为例,使用LRO卫星获得的高分辨率、高精度的LOLA数据和DE/LE430月球行星历表,同时基于月球天平动模型,定量计算和分析了AP地区的光照特性。结果表明:AP地区的光照率都在0.35以... 详细信息

改进了月面中低纬度地区光照分析算法,以Aristarchus高原(AP)为例,使用LRO卫星获得的高分辨率、高精度的LOLA数据和DE/LE430月球行星历表,同时基于月球天平动模型,定量计算和分析了AP地区的光照特性。结果表明:AP地区的光照率都在0.35以上,平坦地区的光照条件较好,受到地形的影响不同位置的光照率相差很大。光照率最大值点(B)要比最小值点(A)高出30%以上。考虑典型的长周期天平动效应,18.6年光照数据的分析结果表明,每个位置的光照率变化较小且趋于稳定,这对月球表面演化研究是一个重要的参考。

关键词：月球光照 Aristarchus高原月球历表

强容噪性随机森林算法在地震储层预测中的应用

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石油地球物理勘探 2018年第5期53卷 954-960页

作者：宋建国杨璐高强山刘炯中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266071 中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心贵州贵阳550081 中国石化石油勘探开发研究院北京100083

地震数据和测井数据中的噪声与有效信号难以有效界定,决定了地震储层预测需采用强容噪性算法。通过训练样本中加入随机噪声证实随机森林算法具有较好容噪性,但不能据此推知它在地震储层预测中仍有很强容噪性。基于F3工区实际数据,从噪... 详细信息

地震数据和测井数据中的噪声与有效信号难以有效界定,决定了地震储层预测需采用强容噪性算法。通过训练样本中加入随机噪声证实随机森林算法具有较好容噪性,但不能据此推知它在地震储层预测中仍有很强容噪性。基于F3工区实际数据,从噪声较强的原始地震数据中提取含噪样本,由经过倾角中值滤波处理的地震数据提取去噪样本,建立多种地震属性与孔隙度参数之间的随机森林回归模型;由构建的含噪模型和去噪模型分别与原始地震数据去噪前后两个数据体进行运算,得到4种不同情况下的孔隙度数据体。结果表明:由含噪模型得到的两个预测结果受噪声干扰较大;去噪模型的两个预测结果受噪声影响较小,能有效刻画储层特征,表现出强容噪性。随机森林模型对异于样本数据的异常值具有强的容忍度。可知随机森林算法应用于地震储层预测的关键是样本数据不含噪声,而估算过程中地震数据体是否做了去噪处理对预测结果影响较小。

关键词：地震属性随机森林容噪性储层预测噪声

二级半转轮腿机构月球探测车及其移动性能分析

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机械设计 2010年第5期27卷 59-62页

作者：汪永明岑豫皖余晓流汤文成东南大学机械工程学院江苏南京211189 安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243002 机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016

根据半转机构原理,设计了一种新型的轮腿式月球探测车,其移动机构由车体支架、4个结构相同的轮腿及转向支架3部分构成。轮腿采用二级半转机构,由电机独立驱动和转向,通过2个串联的行星轮系来传递驱动力矩。并从路面适应性、转向灵活性... 详细信息

根据半转机构原理,设计了一种新型的轮腿式月球探测车,其移动机构由车体支架、4个结构相同的轮腿及转向支架3部分构成。轮腿采用二级半转机构,由电机独立驱动和转向,通过2个串联的行星轮系来传递驱动力矩。并从路面适应性、转向灵活性、车身起伏度、地面几何通过性、抗侧倾能力和垂直越障能力等方面分析了该月球探测车的移动性能。分析表明,该探测车适合在高低起伏的月球表面环境行走。

关键词：月球探测车二级半转机构轮腿移动性能分析

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小行星环境特性分析与研究现状

航天器环境工程 2019年第6期36卷 533-541页

作者：王兴刘建军中国科学院国家天文台中国科学院月球与深空探测重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

小行星环境特性不仅是小行星科学研究的基础,也是在设计小行星工程任务时所要综合考虑的关键因素。文章通过对现有的研究资料进行总结,从空间环境、表面环境和内部环境3个方面阐述了小行星的环境特性;最后,对中国国家航天局公布的我国... 详细信息

小行星环境特性不仅是小行星科学研究的基础,也是在设计小行星工程任务时所要综合考虑的关键因素。文章通过对现有的研究资料进行总结,从空间环境、表面环境和内部环境3个方面阐述了小行星的环境特性;最后,对中国国家航天局公布的我国首次小行星探测任务的探测目标——近地小行星(469219)2016HO3和主带彗星133P/Elst-Pizarro的特点进行了简要介绍。

关键词：小行星空间环境表面环境内部环境小行星探测

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月球花岗岩——比较行星学意义

地质科技情报 2004年第4期23卷 19-24页

作者：马昌前中国地质大学地球科学学院及岩石圈演化与矿产资源重点实验室湖北武汉430074

与大陆地壳广泛出露的花岗岩不同,在月球表面仅发现了少量细小的花岗岩碎屑,此外有长英质组分以熔体包裹体形式出现于月球玄武岩的矿物中。月球花岗岩碎屑的主要矿物为石英、钾长石和钙质斜长石,具花斑状结构;含少量铁橄榄石、单斜辉石... 详细信息

与大陆地壳广泛出露的花岗岩不同,在月球表面仅发现了少量细小的花岗岩碎屑,此外有长英质组分以熔体包裹体形式出现于月球玄武岩的矿物中。月球花岗岩碎屑的主要矿物为石英、钾长石和钙质斜长石,具花斑状结构;含少量铁橄榄石、单斜辉石、钛铁矿、锆石、磷灰石、白磷钙矿等矿物,缺少含水矿物。月球花岗岩富K2O,富Ba,相容元素(Cr、Sc、Co、V)含量比其它月岩低,具有平坦或V型的REE型式,负Eu异常明显。它们的化学特征可以用硅酸盐液态不混熔来解释。月球花岗岩的结晶年龄在4.4～3.9Ga间,具有至少8个年龄峰,可能代表了与花岗岩形成相关的8次独立的岩浆事件。由于月球花岗岩成因和分布对于认识月球演化和岩浆作用历史至关重要,在新一轮的深空探测中,应更加重视对月球花岗岩的研究。

关键词：月球花岗岩熔体包裹体硅酸盐液态不混熔岩石成因