科研進(jìn)展
月球是離地球最近的天體,是人類(lèi)探索浩瀚宇宙的第一步,是有人類(lèi)足跡的第二個(gè)星球。美國和前蘇聯(lián)等早在1959年就陸續開(kāi)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(zhù)陸,采用自動(dòng)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,標志著(zhù)我國在探月工程上取得的矚目成就。
針對月壤的研究,可深入認識月球的巖石類(lèi)型與化學(xué)組成、資源與能源、內部結構與演化歷史等。由于獲取的真實(shí)月壤數量小且異常珍貴,很難用來(lái)開(kāi)展大量的月壤巖土力學(xué)等實(shí)驗研究,使得模擬月壤成為必要的基礎材料。
武漢巖土所油氣中心劉賀娟研究員系統研究了國內外典型真實(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、強度指標和壓縮系數等,建立了系統的月壤物理力學(xué)性質(zhì)數據庫。研制出了CAS-IRSM-1低鈦月海型模擬月壤,,粒度分布介于A(yíng)pollo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,TiO2的含量高于A(yíng)pollo14,低于嫦娥5號中鈦月壤,與Apollo12相當。CaO略低,K2O、Na2O、P2O5略高,其他組分介于這兩類(lèi)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)現了噸級產(chǎn)能,已應用于月面鉆進(jìn)采樣器等的校準、設計和性能評價(jià),月球巖土工程的月壤固化基礎材料研發(fā)等領(lǐng)域,未來(lái)可廣泛應用于月壤巖土工程的相關(guān)領(lǐng)域。