隨著深空探測技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步長期間，人類探月活動正從“月球認(rèn)知"向“認(rèn)知與利用并進(jìn)"的關(guān)鍵階段轉(zhuǎn)變顯示。月球土壤研究作為深化月球資源調(diào)查增強、推進(jìn)月球資源開發(fā)利用平臺建設、增強地外天體探測能力的基礎(chǔ)與關(guān)鍵服務機製，已成為全球航天大國競相爭奪的科技戰(zhàn)略高地，對國家科技進(jìn)步和國際影響力提升具有極其重要的意義使用。

STRATEGIC

月壤研究的戰(zhàn)略性意義

月球反照效應(yīng)大幅拓展，即相角接近0°時亮度顯著上升的現(xiàn)象。該效應(yīng)對于遙感技術(shù)研究極為關(guān)鍵更加堅強，因此與時俱進，深入理解行星月壤雙向反射率的特性至關(guān)重要。近年來初步建立，人們一直認(rèn)為月球的反照效應(yīng)主要由陰影遮擋引起高效，但最近有研究表明，這種現(xiàn)象的主要原因是相干后向散射要素配置改革，這一結(jié)論基于月球土壤樣本反射率中圓偏振率在接近零相位角時的上升體系。進(jìn)一步的分析表明，盡管相干后向散射很重要帶動產業發展，但陰影遮擋也起著主要作用責任製，因此，研究月壤可以更好的了解月球反照效應(yīng)倍增效應。

月壤即月球上的顆粒層規則製定，記錄了月球形成演化的許多重要信息，包括月球形成和演化的年代優化服務策略、月球火山活動關規定、月球殼幔的物質(zhì)組成、水和揮發(fā)分的分布與來源明顯、月球磁場演變安全鏈、月表的太空風(fēng)化作用、隕石撞擊歷史和月球資源等創新為先。一種常見的研究月壤特性的方法是測定其反射率真正做到，該反射率是指月壤散射光線與光源亮度之比科普活動，其值隨相位角（即光源、目標(biāo)與探測器之間的角度）變化而變化強化意識。

月壤結(jié)構(gòu)是一種類似塔或城堡的堆積形態(tài)長期間，主要由平均粒徑在60至80μm、高孔隙率的未固結(jié)顆粒構(gòu)成現場，被稱為“仙堡結(jié)構(gòu)"高端化。由于仙堡結(jié)構(gòu)在低重力下顆粒弱結(jié)合，易受宇航員活動及火箭排氣影響而破壞我有所應。因此提單產，在地球模擬月球低重力條件下制備仙堡結(jié)構(gòu)，需避免顆粒材料壓縮并保持結(jié)構(gòu)完整性至關重要，是一項具有挑戰(zhàn)的任務(wù)發展空間。

PRECISE

3D打印精準(zhǔn)重現(xiàn)月壤孔隙

仙堡結(jié)構(gòu)與月球的反照效應(yīng)緊密相關(guān)，然而有所應，由于地球重力的作用足了準備，在實驗室中復(fù)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)以研究月球仙堡結(jié)構(gòu)的物理特性是尤其困難的。來自韓國天文和空間科學(xué)研究所(KASI)設(shè)計了一個用于3D打印的月球仙堡結(jié)構(gòu)模型敢於監督。該模型具有高孔隙率幅度，并且被簡化為樹狀形狀，其表面多孔構(gòu)造將以樹的數(shù)量重要的作用、樹干最大長度及分支最大角度來描述貢獻。這一研究成果以“Light Scattering From High‐Porosity 3D Simulants of the Lunar Regolith at Small Phase Angles"為題，發(fā)表在《JGR Planets》上各方面。

“仙堡結(jié)構(gòu)"是月壤顆粒呈塔狀堆疊的排列方式防控，但由于技術(shù)限制成效與經驗，復(fù)制這種結(jié)構(gòu)頗具挑戰(zhàn)適應性。盡管粘結(jié)劑噴射和激光熔融等打印技術(shù)已獲驗證，但仍存在機械性能不足稍有不慎、孔隙率偏高和表面質(zhì)量不佳等問題重要作用。本研究采用摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）3D打印技術(shù)，利用其設(shè)計生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢最為顯著，提升了機械性能和打印精度尤為突出，減少了實驗中對樣本的損壞或干擾。

研究團(tuán)隊首先設(shè)計了一種樹形結(jié)構(gòu)模型環境，由三個相接的六邊形柱構(gòu)成空間載體，其中一柱模擬樹干，其余兩柱模擬樹枝相對簡便，相互連接重要組成部分。樹干與樹枝的幾何參數(shù)隨機設(shè)定流程，以模擬月壤顆粒的隨機排列。團(tuán)隊選用摩方精密黑色HTL樹脂勃勃生機，通過microArch® S240（精度：10μm）3D打印設(shè)備助力各業，成功制得仙堡結(jié)構(gòu)模擬物（圖1）。

隨后品率，研究團(tuán)隊在小相角范圍1.4°至5.0°內(nèi)測量了仙堡結(jié)構(gòu)模擬物的反射率相貫通。通過分析樣品孔隙率與反射率S(α)的切線斜率，S(α)反映了反照效應(yīng)的強度積極影響。研究還將結(jié)果與月球觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比集聚效應，發(fā)現(xiàn)多孔樣品的S(α)值較大。研究中自主研發，分支長度和附著角度的影響較小確定性。孔隙率在0.78至0.82之間的樣品與月球觀測數(shù)據(jù)中的S(α)值相似損耗，對應(yīng)月壤的平均孔隙率講故事。總體而言性能穩定，研究發(fā)現(xiàn)孔隙率與反照效應(yīng)可能存在關(guān)聯(lián)全面革新，為探究月球反照效應(yīng)提供了新的研究途徑。

該研究的數(shù)據(jù)處理順序如下：預(yù)處理有所提升、確定要合并的圖像幀數(shù)聽得進、圖像合并和孔徑光度測量。首先先進水平，研究團(tuán)隊使用積分球捕獲一個平場圖像便利性，并生成一個主平場圖像。在整個實驗過程中重要平臺，持續(xù)拍攝暗圖像深刻認識，保持相機溫度為5°C。

反照效應(yīng)源于月壤微結(jié)構(gòu)的多種屬性之間的相互作用責任製。本研究通過3D打印技術(shù)精確控制月壤模擬物的孔隙率十分落實，以減少影響反照效應(yīng)的變量。這種高孔隙率結(jié)構(gòu)允許光線深入并多次反射有序推進，尤其在短樣本（lmax = 1.0）中更為顯著設施。圖4-7展示了這一趨勢，短且孔隙率高的樣本顯示出更高的反射率和更陡的S(α)斜率堅定不移。圖4-6表明組合運用，大部分樣本遵循典型的相位曲線，即反射率隨相位角的減小而增加迎難而上。

總結(jié)：本研究采用摩方精密3D打印技術(shù)制備簡化的仙堡結(jié)構(gòu)模型構建，通過改變樹木數(shù)量、最大樹干長度和最大分支角度服務延伸，分析了小相位角（0°至5°）下的反照率變化共創輝煌，并利用模擬物成功復(fù)現(xiàn)了相位曲線。結(jié)果顯示調解製度，相位角接近零時精準調控，樣品反照率提升，特別是樹木少應用的因素之一、分支短的樣本，最大分支角度對反照率影響不顯著預期。樣品孔隙度在0.78至0.82范圍內(nèi)時敢於監督，S(α)值與月球玄武巖和高地相似，為月壤反照現(xiàn)象研究開辟新路徑結構。