摘要：经过三年的深入研究和反复验证,我国研究团队发现,嫦娥五号月壤可以通过高温氧化还原反应方法来生产水。这一成果的相关论文,已发表于国际学术期刊《创新》上,有望为未来月球科研站及空间站的建设提供重要设计依据。由于太阳风亿万年的辐照,月壤矿物中储存了大量氢。在加热至高温后,氢将与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应,生成单质铁和大量水。

摘要：　月壤是在O2、水、风和生命活动都不存在的情况下,由陨石和微陨石撞击、宇宙射线和太阳风轰击、月表温差导致岩石热胀冷缩破碎等因素的共同作用下形成的。月壤独特的形成过程,加上独特的月表环境,使月壤在粒度分布、颗粒形态、颗粒比重、孔隙比和孔隙率、电性和电磁性质、压缩性、抗剪性、承载力等方面均与地球土壤存在较大差异,这些参数的平均值和最佳估计值,可以作为月表机械设计和操作、宇航员装备设计、月球着陆场选址的主要依据,对月球资源开发和利用以及月球基地建设具有极其重要的意义。

摘要：探测器软着陆后的姿态是上升器月面稳定起飞的前提基础,研究月壤撞击坑给探测器着陆性能带来的影响对上升器月面稳定起飞具有重要意义。通过有限元法(FEM)模拟GRC-1型月壤的非线性力学特性,并与文献[13]中三轴试验结果对比,验证了仿真方法的有效性;在综合考虑月壤非线性、反推火箭残余应力、姿态控制力和重力的基础上,建立了探测器着陆过程动力学模型;以四腿悬架式着陆器为研究对象,研究了月壤撞击坑对探测器着陆后姿态的影响。结果表明:探测器着陆后的姿态角随撞击坑深度的增加而增大;若要保证上升器月面稳定起飞,撞击坑深度不能超过600 mm.

摘要：为研究月面重力场下表取采样末端执行器与月壤作用关系,使用离散元法对铲挖取采样进行了仿真。结果表明:挖取阻力矩随转速和重力场增大而增大,但随入土角减小而增大;铲取阻力随速度、入土角、重力场增加,其均值和峰值呈增长趋势。入土角45°时,月面下的挖取阻力矩峰值比地面降低了73.5%,铲取阻力峰值降低了83.3%。分析表明:g/6重力场使得月壤更松软,铲挖斗内的重量减轻,这都将使阻力和阻力矩减小。研究结果可为表取采样末端执行器设计提供参考。

摘要：针对双探针法测量月壤热物性过程,建立了探针与月壤组成的多层介质在太阳辐照加热与月表辐射散热作用下的二维非稳态传热模型。通过数值模拟,分析了探针长度、直径、中心间距和加热功率等因素对测量结果的影响。结果表明,若月壤导热系数在0.01W/(m.K)左右,则月壤的弱导热性是双探针探测设计中需考虑的主要因素。在上述分析的基础上,设计了双探针结构,对一导热性能较差的松散介质进行了地面测量实验,通过试错法反演测量数据得到该介质的热扩散率与导热系数,为进一步应用研究提供了参考。

摘要：以触月传感器触月压痕为研究对象,通过压痕的几何特征参数和触月压力,结合最小二乘法建立了采样区域表层月壤的承压模型,确定了表层月壤的软硬程度。应用3种模拟月壤(CE5_1、CE5_2、CE5_3),以相对密实度为依据,把模拟月壤整备为松软、中密和高密3种状态。共采集试验数据264组,每种模拟月壤的试验数据按照3∶2的比例随机划分为建模组和预测组。预测组中预测正应力与实际正应力的相关系数分别为0.985、0.965和0.971。结果表明,该模型可以对表层月壤的承压能力进行评估,用于判别表层月壤的软硬程度,为表取采样深度的确定提供参考。

摘要：以表取采样机械臂的触月传感组件与月表接触留下的压痕为研究对象,通过监视相机提取压痕的几何特征参数,结合偏最小支持向量机(LSSVM)建立评估月壤力学状态模型。采集压痕试验数据264组,按力学状态把数据随机划分为建模组和验证组,以压痕的深度、长边长、压痕周长和面积为输入变量,建立LSSVM模型,验证组预测精度分别为93.75%、83.33%和87.50%。结果表明,该模型可作为一种有效的判别手段,为表取采样深度的确定提供参考。

摘要：根据月球极区的环境和工况,分析了科学探测仪器对月壤样本的实际需求,提出一种将采样与挥发分提取相耦合的挥发分制备方法。通过设计一种采样片,完成月壤的微定量采样,多个采样片串联装于采样管内组成采样器。采样后将采样片置于提取装置中加热,以感应加热的方式间接加热内部的月壤,完成挥发分制备。针对地外天体采样功能需求,对采样器和采样片工作原理和关键结构参数进行了设计,开展了拟实环境下的月壤微量采样性能验证试验,结果表明月壤含水率越低,采样量越接近目标值;初步加热试验表明该方案能够在指定功率下将采样片加热至目标温度。可用于未来的深空探测挥发分原位分析。

摘要：当前中国嫦娥工程“绕、落、回”三期任务已经圆满完成,为保持中国月球探测技术的领先地位,对月壤的力学特性进行研究具有重要意义。月表所处环境高真空、低重力和强辐射等特点使月壤表现出不同于地面砂土的性质,导致这一现象最主要的原因之一是月壤颗粒间的范德华力作用。本文对当前有关范德华力的研究进行总结,分别从分子/原子间的范德华力计算、范德华力的迟滞性、理想条件下宏观物体间的范德华力计算和真实条件下范德华力的计算四个方面对目前已有的研究进行分析,给出当前宏观颗粒间范德华力研究的不足,为今后月壤颗粒间范德华力的进一步研究提供参考。

摘要：为设计一种合理的月壤主量元素无损分析方案,本文以CAS-1模拟月壤为研究对象,对美国Apollo样品常用的探熔珠法的制样过程进行了改进,提出了一种月壤样品主量元素无损分析的方案。分析结果显示,该方案可以在较低取样量（10~20mg）的条件下准确地获得月壤样品中的主量元素含量,分析精度与美国Apollo样品常用的探针熔珠法具有相同的精度。这一方案可为合理利用中国探月工程三期采集的月壤样品提供有益借鉴。