月球极地水冰存在与否、存在形式和存在数量等科学问题,是当前月球科学研究的重要目标之一.2009年10月9日,美国半人马座火箭和卫星相继撞击月球南极Cabeus撞击坑,证实了月球极地水冰的存在,但对其含量、分布范围等的研究还有争议.极地水冰的存在会改变极地月壤的介电常数,而微波辐射计是获取介质介电常数的最有效的工具.因此,根据37GHz频率条件下的月壤被动微波辐射传输数值模拟结果,改进月壤辐射传输模型.对比分析了Odelevsky模型、Wagner和Landau-Lifshitz模型、Clausius模型等8个常用的混合介电常数计算模型,表明Lichtenecker模型与改进的Dobson模型得到的介电常数值相差最大,折射模型得到的结果偏大,Odelevsky模型、强起伏定理与Wagner和Landau-Lifshitz模型、Clausius模型、Bruggeman-Hanai模型得到的结果非常接近.基于Odelevsky模型和改进的月壤辐射传输模拟,建立了月壤体积含冰量与微波辐射亮温的关系.并根据嫦娥一号卫星获取的相应的微波辐射计数据,进行了Cabeus撞击坑水冰含量反演研究.结果表明...

中国"嫦娥一号"探月卫星搭载的微波探测仪(Chang’e Lunar Microwave Sounder-CELMS)为认识月球提供了新的视角。利用CELMS的多波段微波遥感数据,研究了月球的微波辐射特征。基于微波辐射传输理论,采用不同时段不同频段微波亮温数据的定量对比、统计分析等方法,首先分析月球微波辐射宏观分布规律及影响因素,在此基础上,重点研究几个区的微波辐射特征,通过从面到点的微波辐射特征研究,为认识月球提供微波辐射特性方面的资料。研究结果显示:月球的微波辐射具有显著的时、空、频差异性;太阳辐射是月球表层及次表层微波辐射的重要影响因素;局部地区微波辐射差异很大,除太阳辐射影响外,与物分、地形、结构等其它因素的相关程度增强。这些微波特征显著不同于光学特征,结合起来,有助于进一步揭示月球的物化性质。

对南极的探测是几乎所有月球卫星探测任务的重点目标之一.其目标意在利用该地的光照资源和可能存在的冰为今后建立月球基地提供条件.利用多层微波辐射传输方程模拟并分析了多种影响因子对月壤微波亮温的影响.使用"嫦娥一号"微波探测仪(CELMS)所获得的观测数据研究了月球南极的微波辐射分布规律.在分析其普遍规律的基础上,研究了具有异常微波辐射特征的地区.月球极地微波亮温呈现规则环状分布,从赤道向两极递减.分析认为,在赤道月壤内温度梯度较大,越向两极月壤内的平均温度梯度越小.随着频率降低,白天夜晚的亮温差也逐渐降低.据此制作了两极月球亮温分布图.研究发现,微波亮温的变化在南纬85°以后逐渐与高程变化同步.这一现象与太阳照射月球的角度有关,并指示了南极月壤温度的冷热分布.所提取出的异常冷点分布是永久阴影区的搜索方向,异常热点则标志着该地有丰富的热量资源.

理论和实验表明,微波辐射可以用来研究冻土的特性.但当冻土的上层被植被层覆盖时,植被吸收、发射并散射微波信号,冻土的微波辐射特征就会被改变.所以,研究植被层对冻土微波辐射特征的影响,对于准确获取下层冻土的微波辐射特性及冻土的变化监测极为重要.介绍了一种基于光线跟踪原理和耦合矩阵算法的微波辐射模型,用来计算植被层的发射率,可以计算得到视场内来自不同观测角度的整体发射率,以及V和H极化的相位差.根据车载双极化微波辐射计在C,X,K,Ka等4个波段的实测数据与模拟结果的比较,分别计算出来自植被层和冻土层的辐射,从而研究寒区植被对冻土的微波辐射影响.

针对探月工程一期的科学目标,提出了基于可见光/近红外高光谱成像数据和多频微波辐射数据进行资源勘探和月球表面着陆点选取的技术方案设想,并可为探月工程二期的月球车着陆及行进路线选定提供建议.

介绍了月球上的资源和能源 ,并以此来讨论月球表面太阳光波的转换与传输 ,即将其阳光转换为微波 ,以窄波束定向向地面辐射 ,用地面系统接收 ,直接输出供给用户 ,或转换为与当地电网相应的电能并网供电等有关问题