
隨著全球掀起第二輪月球探測熱潮,各國先后公布了月球科研站和月球基地建設(shè)計劃,在此背景下,月球科研站/基地工程選址迫在眉睫。與以往月球探測任務(wù)著陸區(qū)選址主要關(guān)注科學(xué)目標(biāo)、著陸安全、地月通訊等方面因素不同,月球科研站和基地的選址更為復(fù)雜,還需考慮工程地質(zhì)條件、人類長期生存環(huán)境和原位資源利用等多方面的因素。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所李守定、李娟、岳宗玉研究員等組成交叉學(xué)科研究團(tuán)隊,聯(lián)合中國地質(zhì)大學(xué)(北京)彭建兵院士,建立了月球科研站和月球基地工程地質(zhì)選址方法與適宜性評價模型,選址評價體系涵蓋了月表地形地貌、長期生存環(huán)境、原位資源利用三個方面12個指標(biāo)。
研究團(tuán)隊以歷史上26個成功著陸點和50個專家預(yù)選點作為數(shù)據(jù)集,采用確定性系數(shù)(Certainty Factor)方法研究了各指標(biāo)對著陸選址的利弊程度,并驗證了選址模型的可靠性:77%的數(shù)據(jù)點位于中高適宜性區(qū)域,其中落在高適宜區(qū)域的超過60%,著陸選址模型效果良好。在此基礎(chǔ)上,研究團(tuán)隊進(jìn)一步考慮了原位建筑材料和可開發(fā)礦產(chǎn)資源兩方面的因素,從全月尺度定量評價了月球科研站和月球基地的適宜性(圖1和圖2)。月球科研站建造的適宜區(qū)集中在臨近赤道的月海以及部分海陸交界處,兩極部分區(qū)域也達(dá)到了較高等級(Satisfactory);開采鈦鐵礦和釷、鈾資源的月球基地則適宜建造在風(fēng)暴洋、靜海和島海的南部區(qū)域。
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圖1月球科研站選址全月適宜性分布圖。A、B、C區(qū)域為工程地質(zhì)條件適宜性最高的區(qū)域,A:風(fēng)暴洋(Oceanus Procellarum)西南緣;B:豐富海(Mare Fecunditatis)、靜海(Mare Tranquillitatis)靠近赤道的區(qū)域及兩月海之間的高地區(qū)域;C:史密斯海(Mare Smythii)
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圖2月球基地選址全月適宜性分布圖。A、B、C區(qū)域是工程地質(zhì)適宜性最高的區(qū)域,A:風(fēng)暴洋(Oceanus Procellarum)南端;B:島海(Mare Insularum)南部;C:靜海(Mare Tranquillitatis)南部
研究成果發(fā)表于國際工程地質(zhì)領(lǐng)域權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Engineering Geology。研究得到了國家自然科學(xué)基金(L2424213, 42230111),科技部重點研發(fā)項目(2022YFF0503100),所重點部署項目(IGGCAS-202204, 202102, 201904, TEC202302)資助。
陳薪碩,李守定*,李娟*,岳宗玉,張召彬,徐濤,鄭博,孫修闊,刁一鳴,赫建明,李曉,彭建兵,A comprehensive geological engineering site selection for lunar research station and base on a global scale,Engineering Geology,2025,355: 108225,DOI: 10.1016/j.enggeo.2025.108225
編輯 | 陳永焱
校對 | 陳薪碩
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