基于嫦娥一号卫星微波辐射计数据的月球Cabeus撞击坑水冰含量研究  

作　　者：孟治国[1] 陈圣波[1] Edward Matthew Osei Jnr 汪自军[1] 崔腾飞[1] 

机构地区：[1]吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026 [2]克克瓦米.恩克鲁玛科技大学测绘工程系

出　　处：《中国科学：物理学、力学、天文学》2010年第11期1363-1369,共7页Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica

基　　金：国家高技术研究发展计划(编号:2008AA12A212;2010AA122203);国家自然科学基金(批准号:40901187;40901159);教育部博士点基金(编号:20090061120055);吉林大学基本科研业务费(编号:200903047)资助项目

摘　　要：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,改进的辐射传输模型适用于高频条件下的一层月壤辐射传输模拟;月球南极Cabeus撞击坑地区月壤微波辐射亮温为69.93K(37GHz),相应的体积含冰量约为2.8%.

关 键 词：Cabeus撞击坑 嫦娥一号卫星微波辐射计 辐射传输模拟 混合介电常数模型 水冰含量 

分 类 号：P184.53[天文地球—天文学]