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武漢巖土力學(xué)研究所在模擬月壤(CAS-IRSM-1)研制方面取得進(jìn)展

發(fā)表日期:2023-06-21來源:武漢巖土力學(xué)研究所放大 縮小

  月球是離地球最近的天體,是人類探索浩瀚宇宙的第一步,是有人類足跡的第二個(gè)星球。美國和前蘇聯(lián)等早在1959年就陸續(xù)開展了月球探測,并且完成了多次的載人登月和月壤樣品的采樣。我國的嫦娥五號探測器在“風(fēng)暴洋”北部的呂姆克山脈著陸,采用自動采樣封裝技術(shù)獲取月面的月壤,并于2020年12月17日攜帶1731g月壤返回地球,標(biāo)志著我國在探月工程上取得的矚目成就。

  針對月壤的研究,可深入認(rèn)識月球的巖石類型與化學(xué)組成、資源與能源、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與演化歷史等。由于獲取的真實(shí)月壤數(shù)量小且異常珍貴,很難用來開展大量的月壤巖土力學(xué)等實(shí)驗(yàn)研究,使得模擬月壤成為必要的基礎(chǔ)材料。

  武漢巖土所油氣中心劉賀娟研究員系統(tǒng)研究了國內(nèi)外典型真實(shí)月壤(Apollo、Luna、CE5等)和模擬月壤(如JSC-1、MLS-1、FJS-1、MKS-1、CAS-1、TJ-1、JLU-1/2/3等)的成分、粒度分布、密度、孔隙比、強(qiáng)度指標(biāo)和壓縮系數(shù)等,建立了系統(tǒng)的月壤物理力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)庫。研制出了CAS-IRSM-1低鈦月海型模擬月壤,,粒度分布介于Apollo歷次真實(shí)月壤的級配范圍,組分上與Apollo14低鈦月海型月壤相當(dāng),TiO2的含量高于Apollo14,低于嫦娥5號中鈦月壤,與Apollo12相當(dāng)。CaO略低,K2O、Na2O、P2O5略高,其他組分介于這兩類真實(shí)月壤之間。

  CAS-IRSM-1低鈦月海型模擬月壤目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了噸級產(chǎn)能,已應(yīng)用于月面鉆進(jìn)采樣器等的校準(zhǔn)、設(shè)計(jì)和性能評價(jià),月球巖土工程的月壤固化基礎(chǔ)材料研發(fā)等領(lǐng)域,未來可廣泛應(yīng)用于月壤巖土工程的相關(guān)領(lǐng)域。

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