【摘要】： 探測月壤厚度,掌握月壤層參數(shù)及其分布特征是當前月球科學探測研究的前沿和熱點之一,對月球資源的勘探、開發(fā)與利用都具有重要意義。論文依托國家“863”重大項目課題,基于輻射傳輸理論,建立月壤參數(shù)與微波輻射亮溫之間的查找表,對月壤參數(shù)進行查找反演研究。 研究中,首先詳細介紹了月壤密度、介電常數(shù)、表面粗糙度、溫度分布、厚度、水冰含量等參數(shù)相關模型以及研究中得到的月壤探測資料。然后,基于現(xiàn)有的月壤資料,改進了月壤輻射傳輸模型。最后,以微波輻射計數(shù)據(jù)的空間分辨率為標準,利用成像光譜儀數(shù)據(jù)計算得到微波輻射計數(shù)據(jù)每個像元的(FeO+TiO2)含量,進而計算月壤介電常數(shù)分布,利用激光高度計數(shù)據(jù)計算得到微波輻射計數(shù)據(jù)每個像元的表面有效反射率,基于月表有效反射率、月壤介電常數(shù)分布和王振占等模擬得到的月表月壤溫度梯度,建立月壤厚度-亮溫查找表;并根據(jù)月表微波探測數(shù)據(jù),利用查找表進行月壤厚度反演。 月壤厚度、密度、介電常數(shù)等參數(shù)信息對月球軟著陸場的選擇、未來月球基地的選址等都有重要意義。本文的成果對月壤成分研究、厚度分布、資源評估具有一定的參考意義。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：P184.5
【圖文】：

第 1 章 緒 論第三部分是本項研究工作的理論基礎，根據(jù)月壤參數(shù)分布建立了完整月壤輻射傳輸模型，并對相關影響因素進行了敏感性分析。月壤水冰含量信息是當前月壤研究的熱點問題之一�？紤]到月壤水冰的存在會改變月壤的介電常數(shù)，論文第四部分進行了致密介質體積含水量的模擬反演研究；同時，對查找表方法進行致密介質參數(shù)反演的可行性進行物理實驗研究；第五部分主要是根據(jù)不同月壤探測數(shù)據(jù)，通過輻射傳輸模型，建立月壤厚度－亮溫查找表；并利用月壤微波探測數(shù)據(jù)進行月壤厚度反演。論文主要是利用嫦娥一號衛(wèi)星所獲取的相關月壤探測數(shù)據(jù)，進行相關月壤參數(shù)反演，論文的技術路線圖如下

月壤層和月巖層之間不存在截然的分界面，而是一個漸變過程，從表層月壤的細密顆粒月塵土、可達數(shù)米深的表土角礫巖、數(shù)米或數(shù)十米深的富含金屬礦物元素玄武巖分層構造雜巖區(qū)至雨海盆地噴出物月巖等（圖2-1）[77]。廣義的月壤是指覆蓋在月球基巖之上的所有月表風化物質，甚至包括直徑為幾米的巖石。狹義的月壤則是根據(jù)月球樣品的分類來定義的，Apollo計劃負責月球樣品地面接收的部門在進行月球樣品的分類時，把直徑小于1 cm的顆粒稱為狹義上的月壤；直徑大于1 cm的團塊作為巖石進行處理和研究，稱為月巖；月塵是指月壤中直徑小于1mm的顆粒。表土、角巖較大巖塊玄武巖雨海盆地噴出物月巖圖2-1 月壤層幾何構造[75]Fig.2-1 Geometric structure of lunar regolith layer從月壤電磁特性出發(fā)，表層月塵、低耗損角礫巖與其下構造雜巖區(qū)的介電常數(shù)相差較大。因此，研究中使用的是廣義月壤定義，包括表層月塵和低耗損角礫巖，厚度約為1 m至18 m左右。這層月壤是在隕石撞擊、宇宙射線以及月表晝夜溫差變化作用下形成的

吉林大學博士學位論文10圖2-2 月球表面的浮土層[78]Fig.2-2 Lunar regolith surface§2.1 月壤層物性參數(shù)月壤層密度、介電常數(shù)、（FeO＋TiO2）含量和水冰含量等物性參數(shù)的獲取主要是基于地基雷達數(shù)據(jù)、月球探測計劃數(shù)據(jù)以及對月壤樣本的實測分析。通過這些方法，獲得了大量的月壤實測數(shù)據(jù)，并建立了相應的月壤參數(shù)模型。2.1.1 月壤層密度月壤密度是在沒有遭到破壞的自然月壤結構條件下，采取體積一定的樣品稱重，計算單位體積內的月壤重，以 g/cm3表示。月壤密度 = 月壤固體重量/(月壤固體體積 ＋ 月壤孔隙體積)月壤密度數(shù)據(jù)的獲取主要是基于地基雷達數(shù)據(jù)和月壤樣本的實測數(shù)據(jù)。根據(jù)地基射電望遠鏡和雷達數(shù)據(jù)，Matveev 等[24]認為月壤密度在 0 - 4 cm 的厚度范圍內變化較大，在 1~2 m 之間幾乎不變，在約 7-15 m 之間顯著增加到固體月巖的密度。Matveev 等[24]所建立的月壤密度模型為：月表月壤密度約為 0.6 g/cm3，至 4 cm 時迅速增加到 1.6 g/cm3；但是他不認為其密度模型對整個月球表面都適用。Tikhonova 等[25]在研究中

【引證文獻】

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本文編號：2755328