月表典型矿物的多角度偏振特性研究.docx

摘要：对于月表矿物来说，其二向性反射特征是鉴定其含量类别和含量反演的重要依据。我们通过实验研究了月壤中的主要矿物：高钛钛铁矿、低钛钛铁矿、辉石、橄榄石的偏振特性。由于真实月壤十分稀缺，因而我们制作了模拟月壤其次我们研究了观测几何条件（多角度）对反射率的影响：设定入射角为30°，出射角的变化范围为0-60°，方位角范围为0-360°，测量了模拟月壤在不同观测条件组合下的反射率光谱。通过分析反射率光谱，发现几何观测条件不是影响矿物反射率的敏感因素接着我们分别研究了四种矿物的偏振反射特性：将各个矿物按照出射角的不同分为了三组，分别改变偏振角观察其光谱反射特性。最后我们对各矿物的反射波谱曲线进行了光谱拟合，去除了会干扰实验结果的一些小的反射峰和吸收谷关键词：月表矿物；多角度；偏振反射特性目录1概述1.1研究背景与研究意义..1.2国内外研究现状...2月表矿物..2.1月表典型矿物...2.2模拟月壤制作和分析..3多角度反射特性实验模拟..3.1基于模拟月壤的二向反射特性..3.1.1.出射角对反射光谱的影响..3.1.2.方位角对反射光谱的影响..3.1.3偏振角对反射光谱的影响..3.2偏振反射特性.3.3光谱模拟..4总结.4.1主要工作与结论..4.2存在的问题..参考文献概述研究背景与研究意义从古至今，人类对于月球的向往和探测从未改变。人们对偏振观测及研究始于上个世纪八十年代，而早在六十年代人们就对宇宙空间星体的大气和其表面的偏振特征进行了有效的探测研究。人类文明发展到今天，己取得了载人飞船登陆月球、探测器登陆火星等一些科研成果【1】月球是离地球最近的天体，是人类研究天体的主要目标，发现并利用月球上的资源为人类的发展做出贡献是人类研究天体的目标之一。月球良好的环境为各种研究提供了良好的条件。人类探测月球的意义有以下几个方面第一，促进科学的发展,首先，对月球本身的科学研究可以增强人类文明的认识，更深一步对宇宙进行探索。包括探索太阳系的产生演化等，认识各种宇宙空间系统的机理与其之间的关系。对月球及其他星球的探测活动不仅能揭示科学的奥秘，还可带动相关领域科学的发展，如人工智能、机器人、遥控作业、加工自动化、高超音速飞行、光学通信和高速数据处理、超高强度和耐高温材料、空间发电站、电功率微波传输、无污染飞行器以及空间生命科学等。总之，月球探测和其在各方面探测技术的应用，必然会促进科学技术进步和工业蓬勃发展，给国民经济带来巨大利益，对人类文明产生深远影响第二，月球可为其他星球探测和研究的提供平台，由于月球表面在地质构造上十分稳定，这对建造探测天体望远镜和遥感器的来说是非常好的场所；并且月球没有大气和磁场的存在，月基望远镜可以比地基系统更清晰地观测其他星体。总之，月球可以作为一个对太阳系等天体系统中的各类星体进行观测和研究的场所，对于天文物理学、重力波物理学和中微子物理学实验和观测而言极为理想第三，月球可作为人类航天活动的基地和能源基地，各种资料表明，月球具有丰富的物质资源，月岩中含有地壳里的全部元素和约60种矿藏。在月球土壤中，作为推进剂，为生命保障系统的供氧源的氧占40％；为制作太阳电池的提供原材料的硅占20%。月球表面还含有有的地球上没有的能源，如氦-3(he-3)，它为核聚变反应提供了理想的燃料。“克莱门汀”探测器已证实月球上有水冰存在，为建立月球基地有人提供了的水源基础，激发了世界各国对月球探测和开发的兴趣【1】月壤像地球表面的土壤一样，是一层由岩屑、粉尘、角砾岩和冲击玻璃组成的细小颗粒状物质。月壤在月球表面的覆盖厚度有所不同，在月海里的厚度为4-5米，在月陆区的厚度平均为10米左右。由于月球上没有大气和磁场存在，所以，高速带电粒子流形成的太阳风，可以直接抵达月球。因而，月壤中富含由太阳风粒子积累所形成的氢、氦、氖、氩、氮等元素。它们在被加热到700℃以上温度时，就可以全部释放出来。其中，氯－3气体是进行核聚变反应发电的高效燃料，在月壤中的资源总量可以达到100-500万吨。另据计算，从月壤中每提炼出1吨氯－3，从中还可以获得约6300吨氢气、700吨氮气和1600吨CO或CO2气体俄罗斯科学家对月球土壤进行研究后，发现月壤中还存在天然的铁、金、银、铅和锌、铜矿颗粒，以及由镉、锌、铁、锰和硫结合而成的硫镉矿以及地球上所没有的碘化铑建造房屋需要多种建筑材料，尤其是大量的混凝土，在月球上建造建筑物更是如此。由于运载火箭的负荷有限，水泥和水不可能从地球带去。因此，利用月球上的资源制造建筑材料将是一个重要的选择而研究月球表面矿物含量则是月球的探测中的重要任务。月表物质成分探测是月球探测的重要组成部分。月壤像地球表面的土壤一样，是一层由岩屑、粉尘、角砾岩