行星科學是近幾十年發(fā)展起來的一門多學科交叉的新興學科,如何利用行星資源、可持續(xù)永久開發(fā)太空成為行星科學的新興前沿研究方向。在阿波羅號人類登月50周年之際,世界大國紛紛搶占深空探測的科技制高點,美國宣布重啟太空計劃,俄羅斯制定了一系列的月球戰(zhàn)略,我國也制定了深空科學探測任務規(guī)劃發(fā)展路線圖,要達到這些宏偉的深空探測與開發(fā)目標,亟待發(fā)展行星地質(zhì)資源與工程學,為太空的可持續(xù)永久開發(fā)提供基礎理論與關鍵技術支撐。行星地質(zhì)資源與工程學是行星地質(zhì)學的分支,運用行星科學的基礎理論,利用行星觀測、探測及開發(fā)技術方法,研究行星地質(zhì)資源形成演化規(guī)律,查明地質(zhì)資源的類型、特征、儲量和分布規(guī)律;進行行星地質(zhì)資源的地質(zhì)調(diào)查、巖石成分、結(jié)構(gòu)與性能、開發(fā)地質(zhì)條件評價與預測,解決行星工程中的各類地質(zhì)問題,研發(fā)行星開發(fā)利用地質(zhì)工程技術,為行星地質(zhì)資源開發(fā)與人類工程活動提供基礎理論與關鍵技術方法。行星地質(zhì)資源與工程學的研究內(nèi)容通常包括:行星地質(zhì)資源探測理論與技術、行星地質(zhì)資源成因演化與評價、行星地質(zhì)工程。發(fā)展行星地質(zhì)資源與工程學具有重要意義:從行星科學的視角進行研究,促進學科增長與拓展;開發(fā)行星地質(zhì)資源,打破資源束縛,實現(xiàn)太...

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圖4 類地行星和小行星TAS分類圖(Basaltic Volcanism Study Project,1981)

行星殼的巖性主要為火成巖，從成因上分析可能形成于火山噴發(fā)或隕石撞擊，其過程產(chǎn)生的熱量是行星巖石熔融分異以及發(fā)生變質(zhì)作用的主要能量之一。礦物形態(tài)和分析都表明金星、火星、水星上大多數(shù)巖漿巖含有玄武巖成分。從不同資料收集到類地行星以及小行星的地球化學成分TAS(TotalAlkali....

圖6 月球極地隕石坑分布(Rubanenko et al.,2019)

圖5月球南極隕石坑內(nèi)外氫的賦存(Mitrofanovetal.,2010)這些大量水資源將是未來移居月球的重要基礎，通過太陽輻射或其他先進手段可以開發(fā)極地冰以提供飲用水和植物灌溉水;并且還可以通過太陽能電站或核電站將水分解為氫和氧，提供可呼吸的氧氣以及燃料;冰中的氫分解后還....

圖7 火星季節(jié)性斜坡條紋的區(qū)域(Bhardwaj et al.,2019)

小行星采礦最早是從文學作品(Serviss,2010)中提出的，幻想從一顆小行星上開采黃金。直到20世紀70年代末，NASA開始以行星采礦為目的研究太陽系衛(wèi)星，許多行星采礦基礎設施、路線圖、開采系統(tǒng)被提出(Dickinson,1978)。被證明具有價值的礦床樣本來自于月球、火星和....

圖5 月球南極隕石坑內(nèi)外氫的賦存(Mitrofanov et al.,2010)

作為太空開發(fā)研究的前沿，月球上水一直為人們所關注。雖然液態(tài)水和氣態(tài)水不能在月球表面存在，但是科學家自1960年以來就推測冰可以在月球永久陰影的隕石坑中存在。隕石和彗星等小行星撞擊月球，將水資源送至月球，在足夠冷的條件下，這些水以冰的形式存在于月球極地撞擊坑的永久陰影區(qū)數(shù)十億年(W....

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