一種月球表面特性模擬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本專利屬于航天器地面試驗(yàn)領(lǐng)域，涉及一種月球表面特性模擬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 月球表面有大小不同的隕石坑和各種尺寸的礫石塊，分布是不均勻的。在高真空 環(huán)境，經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)期的隕石、微隕石的轟擊形成了不含有機(jī)質(zhì)的浮土，自表面至幾米深的土層 由各種尺寸的礫石和細(xì)塵埃構(gòu)成。這是一種不為人們熟悉的物理狀態(tài)。因此月貌與地球表 面的地形特征相比，有很大的差異，它是探測(cè)器在月面著陸必須要考慮的核心問(wèn)題之一。
[0003] 對(duì)于波長(zhǎng)在600nm~800nm的可見(jiàn)光和波長(zhǎng)在1047nm~1064nm的激光來(lái)說(shuō)， 其照射在月表模擬區(qū)域的反照率范圍要求在6%~30%之間。對(duì)于頻率為35GHz的雷達(dá) 來(lái)說(shuō)，當(dāng)入射角在〇~70°范圍內(nèi)變化時(shí)，其照射在月表模擬區(qū)域的后向散射系數(shù)要達(dá) 到-5dB~-30dB。月球表面的月貌十分復(fù)雜，一般可以簡(jiǎn)化為三種類型：月坑、月石和斜坡。 由于需要針對(duì)不同的月貌進(jìn)行試驗(yàn)，所以月貌的造型要需要具備按照實(shí)際工況要求變化的 功能。
[0004] 目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有模擬月球表面特性的方法和模型，現(xiàn)在亟需一種能夠準(zhǔn)確模擬 月球表面特性的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種月球表面特性模擬的 方法，利用確定配方的建筑符合材料、涂料以及根據(jù)月球表面形狀建造出滿足接近月球表 面特征的基礎(chǔ)月貌及大量可移動(dòng)特征進(jìn)行造型同時(shí)通過(guò)移動(dòng)、改變可移動(dòng)特征，得到不同 布置情況的月貌特征，為月球探測(cè)器攜帶的探測(cè)設(shè)備提供了類似月球的探測(cè)環(huán)境，從而對(duì) 探測(cè)器月貌識(shí)別能力進(jìn)行考核驗(yàn)證。。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
[0007] 一種月球表面特性模擬的方法，包括步驟如下：
[0008] (1)確定制作月貌的建筑材料：首先將一定配比的建筑材料制造成樣件，然后對(duì) 樣件進(jìn)行雷達(dá)波后向散射系數(shù)試驗(yàn)，確定了雷達(dá)波后向散射系數(shù)滿足一定要求的建筑復(fù)合 材料的配方；
[0009] (2)確定制作月貌表層的涂料：選定特定的涂料，在涂料內(nèi)添加不同顏色的顏料 后，進(jìn)行涂料的光源反射特性試驗(yàn)，確定了滿足一定要求的涂料配方；
[0010] (3)確定基礎(chǔ)月貌：確定基礎(chǔ)月貌上涵蓋的所有工況中要求的月坑以及月坑下部 排水通道；
[0011] (4)利用步驟（1)確定的建筑復(fù)合材料，平鋪一定尺寸和厚度的月球表面特性模 擬地基，地基下層分別為防滲土工膜和夯實(shí)原位土；
[0012] (5)根據(jù)步驟（3)確定的基礎(chǔ)月貌，在月球表面特性模擬地基上的每個(gè)月坑位置 下方構(gòu)建排水管路，使月坑中的水能夠通過(guò)管路收集；
[0013] (6)根據(jù)步驟（3)確定的基礎(chǔ)月貌，在月球表面特性模擬地基上對(duì)基礎(chǔ)月貌進(jìn)行 造型：采用玻璃鋼作為月坑模具，在模具周圍鋪設(shè)步驟（1)所述建筑符合材料，根據(jù)基礎(chǔ)月 貌建造的月坑造型穩(wěn)固后，取出月坑模具；
[0014] (7)利用步驟（1)確定配方的建筑復(fù)合材料對(duì)月貌上的可移動(dòng)特征進(jìn)行造型；所 述的可移動(dòng)特征包括月坑唇邊、月坑平蓋、月石、斜坡；
[0015] (8)采用步驟（2)中確定的涂料，對(duì)月球表面特性模擬基礎(chǔ)月貌及可移動(dòng)的月貌 特征進(jìn)行一定厚度的噴涂；
[0016] (9)在不同工況要求時(shí)，通過(guò)將可移動(dòng)特征進(jìn)行挪移得到不同布置情況的月貌特 征。
[0017] 步驟（1)中的建筑復(fù)合材料包括建筑細(xì)沙、玄武巖細(xì)肩、水泥、鋼筋，配比為：建筑 細(xì)沙、玄武巖細(xì)肩、水泥按照1:1:10的比例混合與水?dāng)嚢韬鬂仓褂?，鋼筋鋪設(shè)在復(fù)合材 料的中部，直徑l〇mm，每平方米10根。
[0018] 步驟（1)中的樣件尺寸長(zhǎng)X寬X高為260mmX260mmX150mm的立方體結(jié)構(gòu)。
[0019] 步驟（1)中的一定要求為雷達(dá)波后向散射系數(shù)滿足_5dB~-30dB。
[0020] 步驟（2)中的涂料為ZS高溫型耐高溫隔熱保溫涂料，顏色為灰色。
[0021] 步驟⑷中的一定尺寸為60mX 60m，一定厚度為0· 15m。
[0022] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：
[0023] (1)本發(fā)明在國(guó)外內(nèi)（內(nèi)外）首次實(shí)現(xiàn)了在地面上同時(shí)滿足可見(jiàn)光、激光反射特 性、雷達(dá)波后向散射特性及月貌形態(tài)的月球表面特性模擬，為月球探測(cè)器攜帶的探測(cè)設(shè)備 提供了類似月球的探測(cè)環(huán)境，從而對(duì)探測(cè)器月貌識(shí)別能力進(jìn)行考核驗(yàn)證。
[0024] (2)本發(fā)明通過(guò)將不同配比的建筑復(fù)合材料制造成樣件，對(duì)樣件進(jìn)行雷達(dá)波后向 散射系數(shù)試驗(yàn)，確定了滿足要求的配方，利用上述復(fù)合材料，鋪設(shè)了尺寸為60mX60m厚度 為0. 15m的月球表面特性模擬基礎(chǔ)區(qū)域，對(duì)月坑和斜坡也采用相同材料進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，從 而使得該區(qū)域?qū)走_(dá)波的后向散射系數(shù)滿足指標(biāo)要求，本發(fā)明開(kāi)創(chuàng)性得發(fā)明了不同配比的 建筑復(fù)合材料，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和仿真，使其造型的月球滿足真實(shí)月球表面環(huán)境，準(zhǔn)確性大大 提尚。
[0025] (3)本發(fā)明針對(duì)可見(jiàn)光和激光的要求，通過(guò)試驗(yàn)不同配比的涂料對(duì)要求光源的反 射特性進(jìn)行試驗(yàn)，確定了滿足要求的涂料配方，對(duì)建筑復(fù)合材料建造的模擬區(qū)域進(jìn)行足夠 厚度的噴涂，從而使得該區(qū)域?qū)梢?jiàn)光和激光的反射特性滿足指標(biāo)要求。
[0026] (4)本發(fā)明針對(duì)月貌的要求，通過(guò)事先對(duì)各種工況的月貌進(jìn)行分析，選定出基礎(chǔ)月 貌布置方案。在月球表面特性模擬基礎(chǔ)區(qū)域上建造出基礎(chǔ)月貌，同時(shí)采用不同尺寸的模具 將確定好配方的建筑復(fù)合材料對(duì)月坑唇邊、月坑平蓋、斜坡等可移動(dòng)特征進(jìn)行造型。在不同 工況要求時(shí)，通過(guò)將月坑唇邊及斜坡進(jìn)行挪移、利用月坑平蓋填平月坑等方法變化得到不 同布置情況的月貌特征，本發(fā)明制造月球造型的方法簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，節(jié)省了大量的人力成 本，提尚了效率。
[0027] (5)本發(fā)明所用材料能夠在探測(cè)器發(fā)動(dòng)機(jī)工作下使用，耐高溫、耐腐蝕性好，當(dāng)場(chǎng) 地上存在推進(jìn)劑殘留時(shí)，用水或其他中和液體進(jìn)行沖刷后，通過(guò)排水管路進(jìn)行廢液收集，防 止污染環(huán)境。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為本發(fā)明月面環(huán)形坑典型形狀。
【具體實(shí)