程用模拟火星壤研制与地面力学参数就位估计研究长春吉林大学，许鹏，苏波，江磊等基于的火星车爬坡与行进间转向性能分析车辆与动力技术，吴宝广星球着陆器钻采及着陆条件下高紧实度模拟星壤整备及其性能研究长春吉林大学，王越，王彪，王汛，等中国火星探测任务着陆区选择和地质背景研究深空探测学报盖宏健基于轮壤相互作用模型的星壤力学参数反演研究长春吉林大学，郑绵平，孔维刚，陈文西，等地球同火星蒸大的变化，并且氯盐碳酸盐和硫酸盐等不同成分的盐类和不同浓度的盐类产生的影响有所不同，。

凤凰号在火星表面的反铲作业中遇到的阻力在深的冻土界面上随着火壤深度的增加而变强，这些火壤在外观和性质上与海盗号所拍摄和挖掘的粘性较弱的壳状块状火壤相似，并且认为吸附的是导致火壤性质变化和内聚力强度变化的主要原因。

但相关类型火壤模拟研制工作滞后，少量学者进行过相关试验，如国外学者在中添加不同含量的蒸馏水冷冻后测试了抗弯强度和弹性模量，未进行取样试验。

有国内学者利用含冰模拟火壤开展了钻取试验，但公开资料较少。

模拟火壤制备技术有待进步改善从模拟火壤研制发展历程来看，其研制的目的决定了原料的选取，原料的差异决定了制备工艺的区别。

传统模拟火壤的制备方法总结为全岩模拟法和单矿物模拟法。

全岩模拟法通常选取矿物成分和化学成分与模拟对象相似的岩石，原料经过烘干后破碎筛分成不同粒级半成品，然后根据模拟对象特性进与其含花岗岩粉末有关。

而是这种模拟火壤中粒度分布最均匀的。

模拟火壤研制面临的困难与问题缺少可供参考的火壤深层剖面数据目前，人类对火壤特性的认知滞后于月壤，由于尚未实现火壤的采样返回，仅有火星着陆器和火星车在表面以下十几厘米范围内进行过抓挖刮钻等原位取样分析工作，缺少火星表面以下几米范围内深层火壤的钻探取样工作，因而我们对于火壤的物质组成化学性质和物理力学性质的认知还停留在表层。

通过轨道器的遥感数据可以获得表面以下部分区域火壤剖面的形貌特征，但无法获知其物理力学特性。

如在美国洞察号火星探测任务中，提前通过高分辨率影像获得了着陆区的剖面数据，结合前期对火壤的认知，设计了可以自动钻探的热流和物理特性探测仪，原计划自动钻探到火表以下约的位臵，但在第次钻探到大约位臵时，便无法深入，可能原因是深部火壤的特性比预期中更加密实，火壤摩擦力不足。

因此，缺少可供参考的火星表面以下几米深典型模拟火星土壤探究进程天文观测论文粒形态都与火壤相似，。

模拟火壤呈棱角状，最大粒径约，最小粒径小于，接近火星表面尘埃的粒度呈棱角次棱角状，粒径介于之间，与火星表面风成沙类似呈次圆圆状，粒径，能代表火星表面的粗砂。

系列模拟火壤由吉林大学研制，包括和种不同粒径分布的模拟火壤。

其主要用于测试不同粒径条件下火星巡视探测器的移动性通过性试验和验证轮壤相互作用，。

系列模拟火壤原材料采用吉林省靖宇县双山火山的火山渣，经过烘干机械破碎和筛分，再根据设计的粒径分布曲线将不同粒度的半成品混合成不同类型模拟火壤。

系列模拟火壤的颗粒形态呈长条状和次棱角状，与的主量元素含量相近，但与机遇号勇气号测得的火壤平均成分存在定的差距。

系列模拟火壤天然密度为，孔隙率在之间，颗粒密度为，内聚力范围为，内摩擦角范围为和基础设施开发。

型和型模拟火壤由研制团队开发，专门用于火星水原位资源利用计划，。

型模拟火壤在基础上添加多水硫酸盐石膏，而型模拟火壤则是添加含水粘土矿物蒙脱石。

与粒度均小于，但相对较粗，平均粒度达到，而平均粒度只有。

的研究结果表明含水粘土型模拟火壤有利于火星上水的提取。

就提取水的质量和所需功率而言，硫酸盐型模拟火壤明显优于般火壤和富含粘土的沉积物，并且两种类型的沉积物相比永久冻土更容易获取和开采。

目前尚没有关于和的土力学相关研究数据。

典型模拟火星土壤探究进程天文观测论文。

系列模拟火壤是由萨里空间中心，研制，用于测试火星车在不同类型模拟火壤中，技术是指就地利用地外天体表面的土壤大气水冰矿物等资源来制造人类长期生存所需物资的技术。

随着技术的研究需求，多种模拟火壤应运而生。

代表类型为新西兰的型模拟火壤，美国的型型型和型模拟火壤表。

型模拟火壤由新西兰坎特伯雷大学研制，。

模拟对象为火星古谢夫撞击坑火壤。

以新西兰班克斯半岛的橄榄玄武岩和火山玻璃为原料，分别清洗晾干后的样品经过液压机破碎后送入颚式破碎机，筛分出粒型模拟火壤由中国东北大学研制，以内蒙古乌兰察布察哈尔火山群玄武岩作为原材料，经过清洗烘干研磨分选成不同粒径后，再添加磁铁矿和赤铁矿，按照∶∶的重量比混合，以保证铁含量为。

的矿物组成主要为斜长石辉石橄榄石伊利石褐铁矿以及其他成分，这与好奇号探测火壤矿物成分相似，只是斜长石含量相对较高，橄榄石相对较低，缺少硫酸盐和碳酸盐。

其化学成分与火壤和其他模拟物相比，的碱金属氧化物，和含量相对较高，而含量较低。

粒径主要分布在，少数粒径小于，中值直径为。

的玻璃化转变温度为，结晶温度为。

目前，尚没有关于土力学相关研究数据。

型模拟火壤研制的主要目的是技术研究需求，目前主要用于金属和氧气的提取。

除了以上种技术用模拟火壤，美国角约为，内聚力为，均与实际火壤相近。

型模拟火壤具有与火星玄武岩质火壤相似的化学成分矿物学和物理力学性质，可用于中国未来火星探测科学研究和工程试验。

天体生物学研究类模拟火壤火星表面存在稀薄大气和液态水，为生命存在创造了条件。

为了在地表模拟火星不同环境下生物的存活情况，多个团队研制了系列模拟火壤，代表类型为德国的型和型模拟火壤，美国的系列和型模拟火壤，英国的系列模拟火壤。

表。

是典型的光谱用途模拟火壤，其可见光近红外反射光谱与火星上奥林帕斯亚马逊的明亮区域的热辐射光谱仪数据反照率光谱特征十分接近图这些明亮区域成分以风化玄武岩为主，表面通常被灰尘覆盖，这特点也是选择其作为原料的重要依据。

光谱数据表明在波长范围内，者极为相似，价铁特征光谱显示中结晶赤铁矿要低于火星表面。

的光谱在和还表现出明显的水吸收峰，这与原料取自火山灰和火山渣吸水性较强特性相关。

的含水率较高，其在时失水，在时烧失量可达，这特征与火壤有明显的差异。

海盗号和海盗号着陆区的火壤在加热到时测得的含水率均为，好奇号火星车将盖尔撞击坑的石巢风积物加热到约后测得其含水量为，这挥发分散失温度指示这部分水存在于火壤的非晶成分中。

火星奥德赛探测器搭载的伽马射线谱仪数据也显示全球火壤中水分含量基本在以下。

然而由韩国汉阳大学研制，用于科学研究和相关工程试验，。

其原料为韩国京畿道北部延川市汉唐岗河沿岸的玄武岩，主要矿物为斜长石和橄榄石，含少量辉石和磁铁矿。

经过磨盘破碎筛分成两种粒度，粒度小于的细沙和粒度小于的细尘。

其化学成分较之真实火壤富和，贫。

由于相关资料较少，其具体用途和其他特性不明。

科学研究用模拟火壤该类型的模拟火壤首先要保证物质组成和化学成分与真实火壤尽可能相似，然后再考虑其他性质的相似性。

根据其研制目的，主要分为光谱类模拟火壤天体生物学研究类模拟火壤和原位资源利用类模拟火壤。

光谱类模拟火壤光谱类模拟火壤以美国的型型和型模拟火壤为代表，而国内的则是型模拟火壤则是添加含水粘土矿物蒙脱石。

与粒度均小于，但相对较粗，平均粒度达到，而平均粒度只有。

的研究结果表明含水粘土型模拟火壤有利于火星上水的提取。

就提取水的质量和所需功率而言，硫酸盐型模拟火壤明显优于般火壤和富含粘土的沉积物，并且两种类型的沉积物相比永久冻土更容易获取和开采。

目前尚没有关于和的土力学相关研究数据。

型模拟火壤由中国东北大学研制，以内蒙古乌兰察布察哈尔火山群玄武岩作为原材料，经过清洗烘干研磨分选成不同粒径后，再添加磁铁矿和赤铁矿，按照∶∶的重量比混合，以保证铁含量为。

的矿物组成主要为斜长石辉石橄榄石伊利石褐铁矿以及其他成分，这与好奇号探测火壤矿物成分相似，只是斜长石含量相对较高，橄榄石相对较低，缺少硫酸盐和碳酸盐。

其化学成分与火壤和典型模拟火星土壤探究进程天文观测论文和型模拟火壤由德国航空航天中心，研制，其原材料主要包括火成岩层状硅酸盐碳酸盐硫酸盐和铁氧化物，其中火成岩由辉石斜长石辉长岩和橄榄石纯橄榄岩组成，除此之外，还添加了些石英和赤铁矿经过混合破碎，筛分出粒度小于样品作为和。

和的物质组成和化学成分表与实际火壤具有定差别，者主要模拟火星表面可能存在的两种不同化学环境。

用于模拟火成岩在中性流体环境下部分矿物蚀变成蒙脱石群蒙脱石绿泥石和高岭石矿物，样品中还包括菱铁矿和菱镁矿。

用于模拟硫酸盐沉积的酸性环境，除了火成岩和无水氧化铁外，还包括针铁矿和石膏。

也曾被用来测试上搭载的拉曼激光光谱仪识别有机物和矿物的能力。

此外，者还被广泛应用于许多天体生物学实验，包括微生物研究，和国际空间站实验，。

和的其他性质未见相关报工作提出展望，期望为我国将来的火星探测提供参考。

模拟火壤的研制现状由于真实火壤形成过程的复杂性和特殊性，地面人工模拟样品不能做到与真实火壤完全相似，因而模拟火壤往往只能在些方面达到与真实火壤较为相似，或者模拟些极端工况下的火壤。

目前，公开报道的有十余种模拟火壤，根据其研制之初的主要用途，通常可分为科学研究用模拟火壤和工程试验用模拟火壤，其制备工艺也有所差别。

典型模拟火星土壤探究进程天文观测论文。

以内蒙古集宁玄武岩为原材料，并添加磁铁矿和赤铁矿，配比为∶∶，弥补了集宁玄武岩铁含量低于火壤的不足。

颗粒粒径小于，颗粒形态呈棱角次棱角状。

矿物组成主要为斜长石钙长石辉石普通辉石橄榄石透铁橄榄石少量钛铁矿磁铁矿和赤铁矿，未发现蚀变矿物。

和模拟火壤以及海盗号火星探路者号勇气号机遇号好奇号着陆点的