[发明专利]一种采样模拟月壤的制备方法

说明书

本发明公开了一种采样模拟月壤的制备方法，包括确定采样模拟月壤的原料成分，所述原料包括轻质原料和主体原料；将主体原料处理成不同粒径范围的颗粒，并确定采样模拟月壤的级配；按照采样模拟月壤的级配将不同粒径范围的细颗粒进行混合，并在深度方向上铺设粗颗粒，形成采样模拟月壤的主体混合颗粒；利用主体混合颗粒得到具有预期密实状态的块状模拟月壤；将块状模拟月壤进行横向拼接或纵向拼接，得到模拟月壤主体；在模拟月壤主体表面铺设用于模拟月球重力场的轻质原料，并进行表面形貌构造，得到采样模拟月壤。本发明配制方法灵活，可实现对月壤多种状态的包络覆盖。

技术领域

本发明属于空间探测技术领域，尤其涉及一种用于月面采样的模拟月壤的制备方法。

背景技术

随着我国探月工程的实施，国内相关科研机构与高校开展了一系列模拟月壤的研究，CAS-1、CLRS系列模拟月壤主要以服务科学研究为目的，TYII、TJ、LBD系列模拟月壤主要服务于着陆器着陆与巡视器移动两个方面，而月面采样活动的月壤模拟物应考虑到月面不同区域与深度剖面月壤状态的差异，采样活动的对象具有一定的不确定性，采样模拟月壤应具有一定的波动性，目前对月壤认识还不充分，对表层、深层采样活动中月壤的影响作用还认识不清晰，相关研究工作仍是月球探测任务的重要支撑，所以针对采样活动实现灵活可配制的模拟月壤具有迫切性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种采样模拟月壤的制备方法，解决了现有月壤模拟过程中针对月面采样活动的影响因素考虑不足、灵活可配制性不强的技术问题。本发明制备方法灵活，可满足各种采样任务的模拟需求。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种采样模拟月壤的制备方法，包括：

确定采样模拟月壤的原料成分，所述原料包括轻质原料和主体原料；

将主体原料处理成不同粒径范围的颗粒，并确定采样模拟月壤的级配；所述不同粒径范围的颗粒中，将粒径范围＜40mm的颗粒作为细颗粒，将粒径范围≥40mm的颗粒作为粗颗粒；

按照采样模拟月壤的级配将不同粒径范围的细颗粒进行混合，并在深度方向上铺设粗颗粒，形成采样模拟月壤的主体混合颗粒；

利用主体混合颗粒得到具有预期密实状态的块状模拟月壤；

将块状模拟月壤进行横向拼接或纵向拼接，得到模拟月壤主体；

在模拟月壤主体表面铺设用于模拟月球重力场的轻质原料，并进行表面形貌构造，得到采样模拟月壤。

进一步的，根据采样任务，确定样模拟月壤的原料成分，其中，轻质原料选用轻质浮石；当采样任务为月海采样，主体原料选用玄武岩或玄武质火山渣；当采样任务为月陆采样，主体原料选用富钙钙长石或斜长岩，主体原料的颗粒密度为2.9g/cm³～3.5g/cm³，轻质原料的颗粒密度为0.45g/cm³～0.65g/cm³；

将主体原料处理成不同粒径范围的颗粒时，颗粒形态为棱角状或次棱角状；颗粒的水份含量根据采样任务确定，当采样任务为月球极圈以外采样任务，使采样模拟月壤原料中水份的质量百分比≤1％；当采样任务为月球极圈以内采样任务，使采样模拟月壤原料中水份的质量百分比为5％～10％。

进一步的，确定采样模拟月壤的级配的具体方法为：

标称模拟月壤选择级配I；

挑战模拟月壤选择级配II～VI中的至少一种；

深层采样的极端模拟月壤选择级配I、III和VII中的至少一种；

表层采样的极端模拟月壤选择级配II～VI中的至少一种；

级配I～VII如下表所示：