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火星土壤物理力学特性分析 被引量：8
1
作者 党兆龙 陈百超 《深空探测学报》 2016年第2期129-133,144,共6页
火星土壤既是火星表面探测活动的主要探测对象,也是表面探测器设计中需考虑的重要因素之一。火壤的物理力学特性将直接影响着陆器着陆缓冲系统、火星车移动系统等的设计。此外,在着陆器和火星车等表面探测器的地面研制过程中,需要研制... 火星土壤既是火星表面探测活动的主要探测对象,也是表面探测器设计中需考虑的重要因素之一。火壤的物理力学特性将直接影响着陆器着陆缓冲系统、火星车移动系统等的设计。此外,在着陆器和火星车等表面探测器的地面研制过程中,需要研制模拟火壤,形成模拟的火星表面环境,开展相关的着陆器着陆缓冲性能、火星车移动性能等验证试验。迄今为止,人类已经有多个探测器登陆火星,获取了大量的有关火壤的信息,也研制了多种模拟火壤。通过对已有火壤和模拟火壤的物理力学特性分析,梳理出火壤物理力学特性的参数范围,可为我国火星探测器的研制提供参考。 展开更多
关键词 火星土壤 物理特性 力学特性 模拟火壤
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行星地质工程原位测试方法 被引量：4
2
作者 陈薪硕 李守定 +6 位作者 张晓静 魏勇 李娟 杨蔚 李晓 隋旺华 宋玉环 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期1525-1544,共20页
作为行星地质学与行星工程学的交叉学科,行星地质工程学科直接支撑行星探测、行星科研站与基地建设、行星资源开发与未来人类移居,相关研究已迫在眉睫。与地球相比,行星地质体在物质、结构与环境3个方面存在较大差异,决定着行星地质体... 作为行星地质学与行星工程学的交叉学科,行星地质工程学科直接支撑行星探测、行星科研站与基地建设、行星资源开发与未来人类移居,相关研究已迫在眉睫。与地球相比,行星地质体在物质、结构与环境3个方面存在较大差异,决定着行星地质体工程特性与地球具有很大的差别,开展行星地质工程原位测试是准确获取行星地质体工程特性的最直接方式。文章把月球探测和火星探测任务中地质工程原位测试方法分为5类:触探试验、铲斗试验、钻探试验、地球物理探测和摄影测量,分别分析了各类原位测试方法的原理与科学载荷,对比各种方法中不同测试仪器的差异;利用月球工程特性原位测试结果梳理总结了月壤工程特性,包括粒度分布、密度、孔隙比、抗剪性、压缩性和承载力,分析了月壤和火壤工程特性的变化规律,并指出了与地球土壤物理力学特性的差异;未来应以行星探测任务为载体,结合地面低重力模拟测试平台和物理力学本构理论研究,研制小型轻量、自动智能的工程特性原位测试科学载荷,获取更加准确的行星土壤和岩石的工程特性参数,支撑月球科研站、基地建设和火星取样返回等深空探测任务。 展开更多
关键词 行星地质工程 原位测试 月壤 火壤 物理力学特性
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火星着陆发动机羽流与火壤的相互作用 被引量：3
3
作者 叶青 饶炜 +8 位作者 刘锋 孙泽洲 刘国强 王闯 董捷 韩泉东 缪远明 谭志云 陆慧林 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期39-46,共8页
火星探测器着陆过程中的发动机羽流与火壤发生复杂的相互作用,一方面探测器底部的火壤表面成分及分布形式被破坏,影响探测器的着陆过程;另一方面受发动机羽流作用而扬起和悬浮的颗粒,会影响探测装置的可靠工作。针对此问题,利用数值模拟... 火星探测器着陆过程中的发动机羽流与火壤发生复杂的相互作用,一方面探测器底部的火壤表面成分及分布形式被破坏,影响探测器的着陆过程;另一方面受发动机羽流作用而扬起和悬浮的颗粒,会影响探测装置的可靠工作。针对此问题,利用数值模拟,对火星探测器着陆过程中的发动机羽流和火壤相互作用进行了研究,获得了不同发动机高度和推力下火壤颗粒的激扬高度、火坑深度和火坑宽度,通过在轨飞行数据反演对仿真算法进行了验证和评价,为火星着陆策略的制定提供了支撑。 展开更多
关键词 火星着陆 羽流 火壤 两相流分析 飞行数据
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火星土壤中水分提取方法研究及模拟实验
4
作者 李丹明 李毅 《载人航天》 CSCD 北大核心 2021年第1期10-14,共5页
针对未来火星基地的建设及其水源问题,基于火星原位资源利用理念,依据火星土壤中水分的赋存形式,提出了一种使处于低气压环境中含水量少的土壤在太阳光加热下发生升华、进而凝结成霜的方法,对其原理可行性进行了分析计算。在此基础上设... 针对未来火星基地的建设及其水源问题,基于火星原位资源利用理念,依据火星土壤中水分的赋存形式,提出了一种使处于低气压环境中含水量少的土壤在太阳光加热下发生升华、进而凝结成霜的方法,对其原理可行性进行了分析计算。在此基础上设计搭建了相应的模拟实验装置,并利用模拟火星土壤进行了实验验证。结果表明:水分凝结量随加热时间持续增多;开始时水分凝结量随时间快速增加,随后增加量减缓,这是由于模拟土壤中的水冰含量随着升华而逐渐减少;在火星表面基本环境条件下,应用此方法可以从含有微量结晶水的土壤中采集到水分。 展开更多
关键词 火星土壤 原位制取水 升华 有限差分法
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火星车行驶环境研究综述 被引量：13
5
作者 赵静 魏世民 +1 位作者 唐玲 危清清 《载人航天》 CSCD 北大核心 2019年第2期256-264,共9页
参考国内外火星环境的研究结果,总结了火星地形地貌基于陨石撞击以及火山喷发的特征以及形成原因;对火星车行驶性能影响较大的土壤、岩石等通过对比的方法进行力学特征及物理特性的分析;提出了模拟火星土壤、石块以及坡度等的重要参数... 参考国内外火星环境的研究结果,总结了火星地形地貌基于陨石撞击以及火山喷发的特征以及形成原因;对火星车行驶性能影响较大的土壤、岩石等通过对比的方法进行力学特征及物理特性的分析;提出了模拟火星土壤、石块以及坡度等的重要参数以及模拟火星车行驶环境的可行性设计方案,可为我国火星车系统设计、火星探测器性能试验、火星环境模拟等提供技术依据与参考。 展开更多
关键词 火星地形地貌 火星车 火星土壤力学特征 火星环境模拟
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模拟月/火星壤的原位成型技术研究进展 被引量：5
6
作者 刘琛 李勇 +6 位作者 周文 吴宜勇 王岩 吴跃民 王芳 琚丹丹 闫继宏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第22期10-16,共7页
月/火矿物资源原位成型是太空原位制造技术的重要组成部分,也是建立外星基地等中长期任务的关键技术。月/火星壤成型方法主要分三大类:烧结成型、粘结成型和3D打印成型。从工艺上来讲,要尽可能采用太空中容易获取的资源作为成型所需能... 月/火矿物资源原位成型是太空原位制造技术的重要组成部分,也是建立外星基地等中长期任务的关键技术。月/火星壤成型方法主要分三大类:烧结成型、粘结成型和3D打印成型。从工艺上来讲,要尽可能采用太空中容易获取的资源作为成型所需能量和添加剂,以降低制造成本。从结构上来讲,大型结构件的快速成型和精细复杂结构成型是两个重要的研究趋势,用于满足外星活动的多场景需求。从性能上来讲,重点关注成型材料的力学性能和热物理性能,以满足承载和保温的需求。本文综述了国内外月/火星壤的主要成型技术,从原料获取、工艺流程、微观结构和性能等方面进行了系统的介绍,并归纳总结了各种成型方法的优缺点和发展趋势,旨在为外星资源原位利用这一重要研究课题的发展提供参考。 展开更多
关键词 模拟月壤 模拟火星壤 原位成型技术 3D打印 烧结成型
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典型模拟火星土壤研究进展 被引量：5
7
作者 刘汉生 王江 +4 位作者 赵健楠 舒文祥 赵佳伟 杨振 肖龙 《载人航天》 CSCD 北大核心 2020年第3期389-402,共14页
火星土壤(简称火壤)是广泛分布在火星表面的细粒风化物质,其物理力学性质是火星着陆及巡视探测需要考虑的重要因素之一。回顾了火壤的探测历史,根据研制需求的不同,对国内外不同类型模拟火壤的物质组成、物理性质、力学特征等进行了对... 火星土壤(简称火壤)是广泛分布在火星表面的细粒风化物质,其物理力学性质是火星着陆及巡视探测需要考虑的重要因素之一。回顾了火壤的探测历史,根据研制需求的不同,对国内外不同类型模拟火壤的物质组成、物理性质、力学特征等进行了对比分析。在此基础上,认为在模拟火壤研制方面面临以下困难和问题:缺少可供参考的火壤深层剖面数据;模拟火壤种类不全面;模拟火壤制备技术有待进一步改善。因此,未来模拟火壤的研制工作需要在以下几方面加强:①利用地表风化玄武岩剖面,进行模拟火壤剖面类比研究;②开展(含盐)冻土型、极端工况型等多种类型模拟火壤研制工作;③积极探索模拟火壤研制新方法。 展开更多
关键词 模拟火壤 玄武岩 原位资源利用 火星
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火星壤采样探测技术研究进展与发展趋势 被引量：4
8
作者 姚智晓 晁超越 +7 位作者 郭浩语 张涛 徐坤 丁希仑 赵曾 庞勇 邓剑峰 管贻生 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第13期83-101,共19页
在火星探测任务中,火星壤探测的有效性和重要性突显了对火星壤采样探测技术的迫切需求。对人类至今为止的45次火星探测任务进行了集中化和图形化综合,阐述了四种火星探测方式:飞掠探测、环绕探测、着陆原位探测和着陆巡视探测。在阐述... 在火星探测任务中,火星壤探测的有效性和重要性突显了对火星壤采样探测技术的迫切需求。对人类至今为止的45次火星探测任务进行了集中化和图形化综合,阐述了四种火星探测方式:飞掠探测、环绕探测、着陆原位探测和着陆巡视探测。在阐述了各国/机构的火星壤采样探测技术及设备的工作机理、参数性能和发展现状,以及各国未来的火星探测计划的基础上,对目前已采用的火星壤采样探测方法进行了对比、分析及评价,并阐述了六种火星壤采样探测方法:铲挖式、钻取式、穿透式、鼹鼠式、研磨式和爪簧式。进一步对火星壤采样探测面临的地球资源约束、火星环境约束、火星地质约束和通讯时延约束四类关键技术难点和挑战做出了分析。最后,对火星壤采样探测技术的范围扩大化、需求多样化、策略长远化和实现智能化四类发展趋势做出了展望。 展开更多
关键词 火星壤采样 火星探测 星壤采样器 深空探测
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火星表面土壤热导率的地面模拟测量方法
9
作者 方继超 李雄耀 +2 位作者 于雯 魏广飞 韩煜 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第34期4449-4457,共9页
火星水冰及其他挥发分的埋藏和演化规律与火星表面土壤的热物理性质息息相关.热导率作为重要的热物理性质,一直是人们研究火星表面水/冰循环的焦点.本研究搭建瞬态热线法实验装置,建立了类火星环境下模拟火星土壤的热导率测量方法,实现... 火星水冰及其他挥发分的埋藏和演化规律与火星表面土壤的热物理性质息息相关.热导率作为重要的热物理性质,一直是人们研究火星表面水/冰循环的焦点.本研究搭建瞬态热线法实验装置,建立了类火星环境下模拟火星土壤的热导率测量方法,实现了类似火星不同气压环境和不同含冰量模拟火星土壤热导率的测量功能.与其他测试方法以及前人经验模型的对比,本研究提出的测量方法易于实现,具有较高的可行性和可重复性,测量精度可达3%,测量可重复性大于95%.可以为未来进行火星表面热物理性质就位探测提供实验技术参考,也可为解译火星水的埋藏和循环过程提供地面验证方法,更好实现我国"天问一号"火星探测任务的科学目标. 展开更多
关键词 火星 模拟火星壤 热导率 测量方法
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