模拟月壤研制与月壤的微波辐射特性研究

论文题目: 模拟月壤研制与月壤的微波辐射特性研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 地球化学

作者: 郑永春

导师: 王世杰,李春来,欧阳自远

关键词: 模拟月壤,月壤,复介电常数,微波辐射

文献来源: 中国科学院研究生院（地球化学研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 嫦娥一号绕月探测卫星上将搭载一台四通道的微波探测仪(3. 0 GHz、7. 8GHz、19. 35 GHz、37 GHz)。利用其测量到的月球微波辐射亮度温度,反演月壤厚度并评估月球的氦-3资源量是嫦娥一号卫星的四大科学目标之一。本文主要包括模拟月壤的研制和月壤微波辐射特性的研究,是对月球微波辐射探测的预先研究。(1) 详细概述了月壤的形成与演化、化学和矿物组成、物理力学性质等;(2) 模拟月壤的研制是嫦娥工程顺利开展所必需的基础设施建设项目,本文首次提出了系列化模拟月壤的研制设想和基本方案;(3) 成功研制了CAS-1模拟月壤,岩石学、矿物学和地球化学的对比表明,CAS-1模拟月壤与Apollo 14登月点月壤相似。并测量了其基本的化学和物理力学性质供样品使用单位参考;(4) 首次提出应用聚乙烯稀释法和Lichtenecker介电混合公式,在谐振腔微扰系统上测量干燥岩石或矿物复介电常数的方法,该方法具有操作简单、所需样品量少、测量精度高等优点;(5) 利用同轴终端法系统测量了1-20 GHz模拟月壤、模拟月岩的复介电常数,研究其随颗粒粒度和(%TiO2+%FeO+%Fe2O3) 含量的变化规律,并比较其与地球红土的差异;(6) 在对月球物质的复介电常数进行详细研究的基础上,探讨了月壤的微波辐射特性,并估算了Apollo和Luna登月点的微波辐射在月壤中的穿透深度。

论文目录:

摘要

Summary

前言

1论文选题背景

2论文研究的基本过程

第一章月壤概述

第一节月壤的形成

1月壤物质的主要来源

2陨石和微陨石撞击对月壤的影响

3月壤的多来源混合特征

4组成月壤的基本颗粒

第二节月壤厚度及其分布特征

第三节月壤的物理力学性质

1月壤的物理力学性质研究概况

2月壤的粒度和粒形

3月壤的密度、相对密度、孔隙度

4月壤的抗压和抗剪

5月表物质的电导率和介电性质

第四节月壤中的太阳风组分和太阳历史记录

1月壤的太阳辐射效应

2月壤成熟度及其指标

3月壤中的稀有气体

第二章模拟月壤研制的初步设想

第一节模拟月壤的研制意义与现状

1模拟月壤的研制意义

2模拟月壤研制现状与分析

第二节系列化模拟月壤研制的基本思路

第三章CAS-1模拟月壤

第一节模拟月壤初始物质采样区地质背景

1金龙顶子玄武质火山渣锥

2金龙顶子火山碎屑席(四海火山渣层)

第二节模拟月壤初始物质的样品采集和岩矿鉴定

1样品采集

2岩矿鉴定

第三节模拟月壤初始物质的基本确认

第四节CAS-1模拟月壤的地球化学和矿物学

1样品加工

2CAS-1模拟月壤的主量元素组成

3CAS-1模拟月壤的常规土壤分析

4CAS-1模拟月壤的微量元素地球化学

5CAS-1模拟月壤的矿物学组成

第五节CAS-1模拟月壤的物理力学性质

1CAS-1模拟月壤的相对密度、密度

2CAS-1模拟月壤的粒度分布特征和颗粒形态

3CAS-1模拟月壤的抗剪性

第四章干燥岩石和矿物的复介电常数测量：聚乙烯稀释法和Lichtenecker介电混合公式的应用

第一节介质材料复介电常数测量方法概述

第二节谐振腔微扰法的测量原理和装置

1谐振腔微扰法的测量原理

2谐振腔微扰法的测量装置

第三节样品制作和复介电常数的计算

1样品制作

2矩形介质杆介电测量

3复介电常数的计算

第四节测量质量的控制

1标准物质的测量

2矩形谐振腔微扰法、圆形谐振腔微扰法以及传输/反射法测量结果之间的比较

3岩石和矿物样品直接测量与采用聚乙烯稀释法从混合物复介电常数计算得到的岩石和矿物的介电性质之间的比较

第五节结果与讨论

1聚乙烯稀释法制样与谐振腔微扰法介电测量结合的三点优势

2微扰法测量的误差来源与预防

3岩石和矿物介电性质测量的误差分析

4本方法对粉末物质介电性质的测量

第五章1-20GHz模拟月壤和模拟月岩的介电性质研究

第一节引言

第二节样品与方法

1样品

2介电测量方法

第三节结果与讨论

1不同粒度模拟月壤的复介电常数

2不同(％TiO_2+％FeO+％Fe_2O_3) 含量模拟月壤的复介电常数

3CAS-1、 JSC-1、 FJS-1三种模拟月壤的ε’和tanδ及其与干燥地球红土的比较

4三种不同火山渣的ε’和tanδ

5不同模拟月岩的复介电常数

6模拟月壤与模拟月岩的ε’和tanδ比较

7复介电常数随频率的变化规律

第六章月壤的微波辐射特性

第一节微波辐射测量

第二节月壤复介电常数的变化规律

第三节月壤的微波辐射

1嫦娥一号探测器微波探测仪的主要技术指标

2月壤的剖面结构

3微波辐射在月壤中的穿透深度

第七章结论

参考文献

致谢

个人简历

发布时间: 2005-06-17

参考文献

[1].模拟月壤钻进取芯的负载特性及作业控制研究[D]. 陈崇斌.哈尔滨工业大学2017
[2].月面探测车辆驱动轮牵引性能研究[D]. 邹猛.吉林大学2008
[3].基于模拟月壤的轮壤关系研究[D]. 陈斌.吉林大学2010
[4].月壤/模拟月壤力学特性颗粒流数值模拟研究[D]. 林呈祥.浙江大学2016
[5].基于离散元法的月壤钻取动力学研究[D]. 刘天喜.哈尔滨工业大学2015
[6].模拟月壤力学特性及软着陆足垫动力响应研究[D]. 钟世英.浙江大学2012
[7].基于CE-1号卫星微波辐射计传感数据的月壤厚度反演[D]. 周明星.南京航空航天大学2012
[8].月壤采样试验月面着陆位姿模拟关键技术研究[D]. 郭宗环.重庆大学2016
[9].月球纵向温度分布遥感探测方法研究[D]. 郑文超.华中科技大学2016
[10].月壤参数的辐射传输模拟与查找反演技术研究[D]. 孟治国.吉林大学2008

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