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嫦娥五号样品——月球遥感定量反演的新地面真值: 2023年; 嫦娥五号任务从月球风暴洋东北部成功返回了1731 g月壤样品.最新返回的月壤有望为月球遥感数据定量反演提供新的地面真值(Ground Truth).本研究中首先利用遥感数据获取了着陆单元的矿物组成和化学成分(FeO,TiO2,Th),并与嫦娥五号月壤样品实验室分析结果进行对比.二者之间的差异(特别是橄榄石含量)反映了目前利用遥感数据反演元素和矿物含量的方法仍存在提升空间.本研究通过系统地对比分析发现:(1)嫦娥五号月壤具有高铁、中钛、富钍的化学特征,显著区别于已有阿波罗月壤,可为月球遥感研究提供全新的地面真值;(2)嫦娥五号月壤代表了一类发育成熟的年轻月海月壤,外来溅射物占比较小,能够反映着陆区玄武岩的成分特征;(3)嫦娥五号月壤粒径较小,符合Lunar Soil Characterization Consortium(LSCC)提供地面真值的样品标准(<45μm).此外,嫦娥五号着陆区也具有独特性:(1)位于月球正面西部的中纬度地区,不同于美苏样品返回任务所着陆的低纬度区域;(2)位于月球晚期玄武岩单元,区别于已有的光谱定标区.因此,以嫦娥五号月壤实测数据为地面真值,进而将嫦娥五号着陆区构建为全新的遥感定标点,可以显著扩大定标点的地理范围和全球代表性.基于着陆区遥感及样品研究成果,本研究在嫦娥五号着陆区所在单元(Em4)内划定了定标区的范围,可为后续遥感定标区的建立提供参考.; 尹承翔曹海军付晓辉付晓辉张江凌宗成

嫦娥五号着陆区的成分特征与遥感地质研究: 2023年; 嫦娥五号任务从月球风暴洋北部地区成功返回了1731 g月壤样品,这些样品为研究月球年轻玄武岩的成因和演化提供了重要的样本.本文利用多源月球遥感探测数据结合嫦娥五号样品研究结果,从光谱学和矿物学角度研究了嫦娥五号着陆区年轻玄武岩的演化过程.嫦娥五号着陆区主要包含雨海纪极低钛到低钛玄武岩和爱拉托逊纪中钛玄武岩,遥感光谱学分析表明年轻玄武岩表现出明显的1μm吸收特征,可能存在橄榄石的富集.然而,返回的嫦娥五号月球样品研究揭示年轻玄武岩中橄榄石的含量并不高,我们推测年轻玄武岩遥感光谱上的1μm强吸收特征可能是富铁辉石、富铁玻璃、空间风化作用和铁橄榄石共同作用的结果.综合已有的样品研究和本文的遥感地质研究,嫦娥五号玄武岩源于高度演化的月球晚期岩浆活动,其源区可能位于富单斜辉石的浅层月幔.; 曹海军陈剑乔乐付晓辉付晓辉齐晓彬万晟凌宗成刘建忠

拉曼光谱技术在深空探测中的应用评述被引量：2: 2023年; 拉曼光谱是激光激发物质产生光子非弹性散射形成的分子振动光谱.作为矿物和有机物识别的“指纹”光谱,拉曼光谱已被广泛应用于地球和地外样品研究中,以获得矿物种类、矿物化学、空间分布、岩矿成因等关键信息.在深空探测任务中,拉曼光谱通过采用主动激光激发获取光谱,在光谱信号获取方面具有独特的优势并可有效突破行星光照条件等环境的制约,因而被推荐用于月球、火星、小行星、金星、冰卫星等重要探测任务.我国嫦娥7号任务也将搭载拉曼光谱仪在月球南极区域开展就位物质成分探测.本文从拉曼光谱技术的物理原理和技术特点出发,阐述了拉曼光谱技术在月球和火星样品中的研究进展,归纳总结了主要组成矿物的拉曼光谱特征;梳理了拉曼光谱技术在深空探测领域的发展现状,简介了目前国际上主要拉曼光谱仪载荷设计情况,并分析了深空拉曼光谱探测中存在的难点约束;最后,对拉曼光谱技术在深空探测应用方面未来的发展趋势进行了展望,以期为未来相关载荷研发和应用提供有益参考.; 刘平齐晓彬刘毅恒王晓玉刘长卿辛艳青肖阿阳张江凌宗成; 关键词：月球火星拉曼光谱载荷

天问一号着陆区的古环境演化被引量：1: 2023年; 我国首次火星探测任务天问一号已经成功实现“绕、落、巡”三个阶段的既定目标。天问一号轨道器进行了大量的火星环绕探测,其所搭载的祝融号火星车也在着陆区表面开展了巡视探测,获得了极其珍贵的探测数据,为研究火星环境和演化历史提供了前所未有的机遇。通过对天问一号遥感和就位探测数据的分析研究,在着陆区的地形地貌、物质组成、现代气象特征和次表层结构等方面取得了一系列创新性成果,对认识着陆区的古环境演化、了解火星的地质历史,理解地球乃至整个太阳系的形成和演化具有重要意义。; 刘洋刘洋武雨纯李超李超凌宗成芶盛赵健楠陈凌陈凌林杨挺; 关键词：火星环境地质演化

穿越时空——一览月球地质演化历史画卷: 2023年; 月球作为地球的唯一天然卫星,围绕地球奔腾旋转不息,自古以来人们对其充满好奇并无限向往,激发了人类的探月梦想。自1969年以来,6次Apollo载人和3次Luna无人探测任务成功实现了人类登陆月球和采样返回,加深了人类对月球的科学认识,把月球地质学的研究推向了新的阶段(Heiken et al.,1991;Jolliff et al.,2006)。来自轨道遥感、原位探测和采样返回任务的结果揭示全球性的岩浆洋、撞击成坑、火山作用和太空风化等地质作用塑造了现在的月表形貌、结构和物质成分分布特征。; 曹海军陈剑凌宗成; 关键词：天然卫星火山作用

地外样品研究中电子探针元素面扫描分析技术的应用: 2024年; 由于月壤等地外样品十分珍贵,在实验室研究中优先使用原位、微区、无损的元素分析方法。电子探针元素面扫描是地外样品研究中常用的分析方法之一,它可获取样品整体或者感兴趣区域的多种元素分布数据,应用于矿物相识别与含量估算,锆石等定年矿物的快速定位,矿物环带、出溶、反应边结构等特殊岩相和矿物接触关系等分析和研究。以嫦娥五号月壤、月球陨石、火星陨石研究为例,介绍目前元素面扫描的应用方法,对比、分析了电子探针面扫描技术与其他面扫描技术的优缺点和适用范围。未来十年,我国将实施一系列月球、火星、小行星等天体采样返回任务。电子探针元素面扫描分析未来将在这些地外样品研究中广泛使用。同时,建议行星科学家围绕所关心的科学问题,合理搭配多种分析方法以实现各种技术优势互补和样品科学价值最大化,服务我国月球与深空探测任务科学产出和行星科学发展。; 付晓辉陈剑尹承翔; 关键词：电子探针

基于激光诱导击穿光谱技术的火星表面物质成分探测研究进展被引量：5: 2022年; 激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是火星物质成分就位探测的利器之一,可直接获取火星表面岩石和土壤亚毫米尺度的元素种类和丰度等关键信息。美国好奇号火星车搭载的化学相机(ChemCam)是LIBS在地外天体的首次成功应用,至今已获得了一百多万条LIBS光谱,在火星元素成分探测方面取得了丰硕的研究成果,为理解火星岩石成因和地质演化历史提供重要的基础数据资料。2021年5月15日,天问一号着陆器携带祝融号火星车在火星乌托邦平原(Utopia Planitia, 25.1°N,109.7°E)成功登陆,其搭载的火星表面物质成分探测仪(MarSCoDe)采用了LIBS光谱技术,这是祝融号火星车上唯一获取火星表面元素成分的有效载荷。本文面向祝融号MarSCoDe的科学探测和应用需求,主要论述LIBS光谱技术的基本原理、火星LIBS探测载荷概况、LIBS数据处理及元素反演、火星LIBS探测研究进展、未来行星LIBS探测发展趋势等问题,重点评述了好奇号火星车着陆后ChemCam在Gale撞击坑的物质成分探测研究进展,以期为解译我国MarSCoDe实测数据和认识火星着陆区地质演化历史提供参考。; 凌宗成刘长卿柏红春田尚可石二彬刘平辛艳青武中臣付晓辉张立张江; 关键词：火星地质演化

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山东大学空间科学与物理学院空间科学研究院

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