月壤原位力学特性探测发展与关键技术展望OA
Research progress and technological prospects for in-situ mechanical characterization of lunar soil
获取月壤的原位力学是人类在月面开展科研和建设的先决条件.系统梳理了不同原位探测方法的原理、功能和优缺点,并总结了苏联月球号和美国阿波罗号在月壤原位力学探测方面已取得的研究成果、存在的问题以及目前相关技术的发展趋势.聚焦我国月壤原位力学探测技术的研究现状,重点阐述了相关研究单位基于静力触探方法在月壤、星壤原位力学探测方面所开展的预研工作.由于月壤独特的物理性质、极端月球环境以及有限资源的限制,要实现月壤原位力学以及3 m以上更深的精准探测和解译,其关键技术尚待进一步创新和突破.依据我国探月工程的发展需求,提出了月壤原位力学探测亟需重点攻关的技术难点和发展方向.未来的月壤原位力学探测载荷将朝着小型化、自动化、智能化的方向发展,形成作业模式新颖的新原理和新方法,同时在结构设计上进行创新,并嵌入机器学习的技术,AI 赋能建立适合月壤的力学参数精准解译方法,从而为我国月壤原位力学探测任务的顺利实施以及实现更准、更深的探测目标提供参考和技术支撑.
Obtaining in-situ mechanical properties of lunar soil is a prerequisite for human scientific research and construction on the lunar surface.This paper systematically reviews the principles,functions,advantages and disadvantages of various in-situ detection methods,and summarizes the research achievements,existing problems and current development trends of related technologies in in-situ mechanical characterization technology employed in the Soviet Union's Luna and the United States'Apollo missions.Focusing on the research status of in-situ mechanical characterization technology for lunar soil in China,it elaborates on the preparatory research work carried out by relevant research institutions in the in-situ mechanical detection of lunar soil and extraterrestrial soil based on static cone penetration method.Due to the unique physical properties of lunar soil,extreme lunar environments,and constraints imposed by limited resources,achieving in-situ mechanical detection of lunar soil and precise exploration and interpretation at depths exceeding 3 m still requires further technological innovation and breakthroughs.In accordance with the development needs of China's lunar exploration program,this paper identifies the critical technical challenges and key development directions that require urgent attention for in-situ mechanical detection of lunar soil.The future in-situ mechanical detection payloads for lunar soil will develop towards miniaturization,automation and intelligence,forming novel operation modes based on new principles and methods.At the same time,innovations will be made in structural design and machine learning technology will be integrated.AI will be empowered to establish precise interpretation methods for mechanical parameters suitable for lunar soil,thereby providing reference and technical support for the successful execution of China's in-situ lunar soil mechanical exploration missions and achieving more accurate and deeper exploration objectives.
韩宗芳;李玉琼;李娜;袁征;应黎坪;吴文旭;褚福临
中国科学院力学研究所 流固耦合系统力学重点实验室,北京 100190||中国科学院力学研究所 超常环境非线性力学全国重点实验室,北京 100190中国科学院力学研究所 流固耦合系统力学重点实验室,北京 100190||中国科学院力学研究所 超常环境非线性力学全国重点实验室,北京 100190中国科学院力学研究所 流固耦合系统力学重点实验室,北京 100190||中国科学院力学研究所 超常环境非线性力学全国重点实验室,北京 100190中国科学院力学研究所 流固耦合系统力学重点实验室,北京 100190||中国科学院力学研究所 超常环境非线性力学全国重点实验室,北京 100190中国科学院力学研究所 流固耦合系统力学重点实验室,北京 100190||中国科学院力学研究所 超常环境非线性力学全国重点实验室,北京 100190中国科学院力学研究所 流固耦合系统力学重点实验室,北京 100190||中国科学院力学研究所 超常环境非线性力学全国重点实验室,北京 100190中国科学院力学研究所 流固耦合系统力学重点实验室,北京 100190||中国科学院力学研究所 超常环境非线性力学全国重点实验室,北京 100190
建筑与水利
月壤力学参数静力触探原位力学探测
lunar soilmechanical parametersstatic cone penetrationin-situ mechanical detection
《岩土力学》 2026 (3)
1110-1128,19
中国科学院青年创新促进会优秀会员(No.Y2022009)中国科学院战略性先导科技专项(B类)(No.XDB0620103). This work was supported by the Youth Innovation Promotion Association of the Chinese Academy of Sciences(Y2022009)and the Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of Sciences(XDB0620103).
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