CAS-1模拟月壤
摘要
月球探测是人类迈向深空的门槛.2004年1月,经国务院批准,绕月探测工程正式立项实施,标志着中国的航天事业继地球应用卫星、载人航天之后的第三个里程碑[1].经过三年的研制和建设,目前,绕月探测工程的卫星、测控、运载、发射场和地面应用五大系统进展顺利,按计划,嫦娥一号月球探测卫星将于2007年4月择机发射,使我国成为继美国、苏联、欧空局和日本之后世界上第五个发射月球探测器的国家.2006年初,月球探测二、三期工程被列入国家中长期科学技术发展规划中的重大专项组织实施. 载人登月、无人探测器登月探测、绕月卫星遥感探测、地基天文望远镜和太空望远镜观测的结果都表明,除非常陡峭的山脉、撞击坑和火山通道的峭壁等极少数地区外,几乎整个月球表面都覆盖着一层由矿物碎屑、岩石碎片、角砾、玻璃等物质组成的,厚度不等的风化物质,即月壤.随着绕月探测工程研制工作的深入,CE-1卫星有效载荷的科学验证试验、地面应用系统的科学目标实现方案的制定,以及月球探测二期工程月面巡视探测器的研制等工程研制工作,都提出需要研制一种与月球表面的月壤具有相似物理化学性质的物质作为月壤的替代品来进行相关的试验和验证.由于真正的月球样品(除月球陨石外的月球样品)极其珍贵,一般不会用于消耗样品量较多的试验,许多试验需要采用地球上的模拟月球物质来进行的.由此提出了模拟月壤的研制需求. 模拟月壤是指具有与月球样品相似的矿物组成、化学成分和物理力学性质的地球物质,是月球样品的地球化学复制品.研制模拟月壤对开展月球科学研究、优化探测方案、提高探测装备的性能指标具有重要意义,是绕月探测工程的基本建设项目之一,也是以月球软着陆和取样返回为目标的月球探测二、三期工程开展各种试验所必需的实验材料.长白山龙岗火山群金龙顶子火山喷发的四海火山渣具有与阿波罗14号采集的月球样品相似的化学和矿物组成,并含有20~40 wt.%的玻璃物质.以四海火山渣为初始物质,研制成功CAS-1模拟月壤,并测量了CAS-1模拟月壤的主量和微量元素组成、常规土壤分析、矿物成分、相对密度、密度、颗粒形态、粒度分布、抗剪性和复介电常数等性质.CAS-1模拟月壤与Apollo 14号采集的月球样品具有相似的化学成分、矿物组成和物理力学性质,是一种理想的低钛玄武岩质模拟月壤.目前,CAS-1模拟月壤已经列入国家标准化管理委员会国家标准样品研复制计划,样品研制严格按照国家标准样品的研复制标准进行研复制.我们希望与感兴趣的单位和科研人员合作,利用CAS-1模拟月壤开展月球科学研究和探月工程相关技术试验。