基于嫦娥二号探测数据对太阳风离子在月面反射的研究

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月球探测是目前深空探测中的热点之一,而对太阳风离子在月表反射的研究又是是其中基本而又关键的内容。本文首先介绍了月球附近的空间环境、月表磁异常及月表电场;通过对嫦娥二号卫星携带的太阳风离子探测器的探测结果的分析,论证被月面反射的太阳风离子广泛存在于附近的空间环境中,其运动受到行星际磁场和对流电场的支配;并以这一探测结果为基础,用测试粒子模拟的方法,反演这些离子的运动,计算它们在月面附近的运动状态,并统计离子入射角、反射角的分布。  在此基础上,本文着重介绍了太阳风离子在月面反射的性质,分析月表电场,及其对太阳风离子在月表反射的影响。本文研究分析了不同月表电势影响下的离子反射角分布变化,并估计太阳风中月面的电势。  本文的主要结论是:月壤对太阳风离子反射的效率比磁异常低两到三个数量级;月壤与太阳风离子的碰撞可以出现较大的弹性系数;月壤对太阳风离子做大范围散射之后,离子在月面电势的作用下,受到了一定的加速,太阳风中月表电势约在45V~75V之间;月壤对太阳风中的氦离子同样有反射作用。  本文对太阳风离子在月表反射性质的研究分析,将有助于今后对月球空间环境的各项模拟工作中,对太阳风离子在月面的反射过程,以及运动过程做更加精确的建模。
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