摘要：结合以Luna 25、Luna 27、Viper为典型月球极区就位探测应用的光谱−质谱联用技术,介绍了包括探测机制、工作模式及仪器的功能、性能与应用;设计了“嫦娥七号”月球极区水分子分析仪,其中激光吸收光谱仪负责H2O和HDO的就位分析,飞行时间质谱仪实现H2O、CH4等质量数<200 amu气体分子的分析,通过地面试验验证了方案的可行性,可为月球南极着陆探测水冰就位探测提供支撑。

摘要：面向月球水冰科学探测需求,根据月球极区环境及水冰特性,总结了实施月球极区水冰采样探测任务面临的挑战及所需的关键技术。根据水冰采样点选址预判需求,概述了力学触探、热电物性触探、雷达探测、光谱探测、中子谱探测5种方法;面向表层暴露水冰采样需求,阐述了铲挖式、浅钻式、磨削式3类表取采样技术;根据次表层埋藏水冰采样需求,概括了星壤次表层潜入技术体系,介绍了集成传感、挥发分提取、星表取钻屑、钻头外取屑、钻头内取屑、取芯6类钻进采样技术。对中国实施月球水冰采样探测任务技术途径提出了建议。

摘要：探测并利用月球极区的水资源一直是月球探测的研究热点。针对钻取及凝华装置开展系统级真空低温试验的需要,建立月球极区水冰钻取模拟试验系统,根据水的三相转化关系设计了2个阶段的试验流程,试验中混合物容器中的水可保持固态。初步试验结果表明,所建立的试验系统能够满足现阶段开展月球极区真空低温试验的需求,为验证产品性能、优化产品工况、促进月球极区水冰获取工程技术的发展提供条件。

摘要：我国正在积极开展针对月球南极的探月四期工程论证,将探索月球极区物质组成、资源分布及存在形式作为后续月球探测的重要科学目标,拟对月球极区开展采样原位探测和采样返回探测。由于月球极区特殊的环境特性,极有可能存在冻土形式的含水月壤或水冰,开展针对这类对象的采样技术研究将有力支撑未来月球探测任务的论证和实施,具有重大的工程意义。面向探月四期工程,在对极区采样作业环境、作业对象分析的基础上,对极区钻取采样关键技术进行了梳理提炼;针对月球南极永久阴影区原位探测和非永久阴影区采样返回两项任务需求,分别开展了钻取采样机具设计要素分析,对任务作业模式及采样机具提出了方案设计,并介绍了相关技术研究和产品研制的进展情况。

摘要：针对月球极区冰采样过程钻具运动参数对钻具受力及对冰采样量的影响问题,开展了离散元仿真分析;利用SolidWorks三维建模软件设计了一款钻具,在离散元仿真软件EDEM中建立了冰的离散元模型;并将设计完成的钻具导入离散元仿真软件中,进行离散元仿真分析;选取钻具的转速作为钻具的运动参数,进行对比分析。其仿真结果表明,随着钻具转速增大,冰的采样量逐渐增大;钻具所受的力矩逐渐减小。

摘要：月球极区探测是目前各航天大国竞相角逐的战略制高点。在简要总结国内外月球探测发展动态的基础上,研究分析了月球极区探测需关注的主要科学问题和需要突破的主要技术问题,旨在为我国后续开展极区探测提供参考。

摘要：通信系统是月球极区探测器的重要组成部分之一。月面极区着陆器通信条件相对于低纬度地区探测有较大的差异,通信系统设计需结合月面极区软着陆探测任务实际,针对其任务的特点和需求开展相关设计工作。对多器联合月球极区探测通信开展任务分析,分析了通信系统架构、通信环境条件和数据量等任务需求,并设计了月球极区通信系统链路架构。该方案基于一套由月球中继通信网络和月面通信网络组成的链路构架,通过异构链路互为备份、多中心节点等方式实现了系统的可靠性与可扩展,兼顾了系统内的资源优化配置,可为未来月球极区探测通信技术工程实施提供指导。

摘要：基于已有的月球探测数据,对月球极区和中低纬地区的环境差异,以及月球南极和北极的地形、坡度、光照、撞击坑分布等着陆探测相关环境进行了对比研究。结果显示:相比月球中低纬地区,极区地形起伏更大、平均温度更低;月球南极整体地形起伏和坡度比北极更大,着陆难度更高;月球南极的永久阴影区集中度更高,单个永久阴影区的面积更大,而永久阴影坑是赋存水冰的最佳位置,因此南极更易获得相关探测成果;月球南极的长期光照区范围要明显大于北极,可为探测器的能源需求提供更好的保障。文章综合以上研究成果认为,从探测目的和维持长期探测的需求角度出发,月球南极着陆环境优于北极和中低纬地区。

摘要：分析了月球水冰资源的赋存分布及采样探测与利用存在的技术挑战,系统梳理了其探测、采样与利用发展历程、典型案例及发展趋势,总结出水冰资源精准预判、就位科学分析、高效提取和转化利用4大关键技术及解决途径。针对月球极区水冰资源探测与利用需求,充分利用月球极区深低温及水冰赋存特性,提出一种水冰资源“探-采-用”一体化实施方案,详细介绍了应用场景及功能、设计方案及评价、应用前景等。该方案可为探月四期工程、月球科研站建设等重大任务提供技术参考和科学探测依据。

摘要：基于月球极区月壤挥发物丰度原位高精度分析对测试样本微量定量的要求,提出一种基于机械臂末端搭载的采样铲方案,由渐进式铲挖方式构建浅层月壤剖面,通过定容采样腔构型实现既定深处月壤样品微量定量采集,并在极端情况下可由铲齿刮取月壤水冰形成碎屑进行样本采集。为验证采样方案的可行性,搭建了模拟月壤剖面铲挖采样效能测试平台,开展了渐进式铲挖、定容式微量采样和振动式送样试验,试验结果表明采样铲具有130 mm深度剖面构建能力与200±30 mg微定量采样性能。研究成果可为中国月球极区月壤原位采样探测分析任务提供方案借鉴。