摘要：水冰是支撑国际月球科研站建设和运行所需的重要资源。红外遥感是探测月球水冰的重要手段,但却难以直接用于无阳光直射的永久阴影区。提出了一种基于光照散射强度模型的阴影区光谱信息校正方法,并构建了基于光谱吸收特征的水冰探测方法,实现了对于永久阴影区水冰信号的探测。应用该方法对月球南极沙克尔顿(Shackleton)和诺比利(Nobili)撞击坑进行分析,发现它们内部的永久阴影区存在水冰信号。该研究有望为国际月球研究站的选址和建设提供借鉴。

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：由于月球没有大气层和全球性的磁场保护,使得高能宇宙线直接与月壤物质的原子核发生散裂反应产生大量中子。月球中子既是载人登月和国际月球科研站辐射防护的主要对象之一,也可用于月球水资源勘查及月球起源、演化历史研究。迄今只有阿波罗17任务测量了月壤2米深度内的中子数密度,文章提出将中子探测载荷部署在月壤钻取后形成的钻井中的任务设想,相比阿波罗任务,月壤钻井中子探测在原位、近实时、多能区等方面具有创新性。基于氦-3正比计数管技术的月壤中子探测载荷重量0.9 kg、功率9 W,对月壤内部水的灵敏度可达500微克每克。月壤钻井中子载荷将极大的丰富月球探测任务的科学与工程产出。文章中的相关方案和技术还可应用于后续其他地外天体的深空探测任务。

摘要：月球水冰探测对未来载人月球探测以及构建月球基地意义重大。在继"克莱门汀"(Clementine)、"月球勘探者"(Lunar Prospector)和"智能一号"(SMART-1)等月球探测器的探测后,美国的"月球勘测轨道器"(LRO)和"月球环形山观测与遥感卫星"(LCROSS)实施了月球极区永久阴影区撞击和观测,初步验证了水冰资源的存在。文章通过系统分析月球水冰的重要性、可能来源、探测历程和探测手段,初步提出我国开展月球水冰探测的载荷初步配置。