20世纪90年代以来随着月球水信息的不断发现,人类重燃对月球的探测热情,目前世界各国均发布了月球极区探测计划来彰显自身航天实力。我国嫦娥七号任务计划在月球极区开展水冰分布的科学探测,由于冰的胶合参与,含冰月壤导热系数相比无冰月壤有10～100倍数量级的提升,进行原位采样探测过程中产生的温升将更容易传递给含冰月壤导致其原态信息丧失。本文针对此问题,以构建钻进温升模型并揭示钻进温升特性为目的,主要通过理论建模和试验方法对低温含冰模拟月壤钻进时采样样品、原位月壤、钻具温升进行了研究。本文主要以地面拟实环境下的低温含冰模拟月壤为研究对象,基于真实钻进物理场景明晰系统各部分传热路径及边界条件,以确定钻具方案为输入对其热等效结构简化方式进行了探讨,分析得到具体环境、钻进生热边界条件输入数值,完善了低温含冰模拟月壤钻进几何模型及边界条件信息。以钻进几何模型及边界条件信息为输入,将原位月壤、钻具、采样样品温升模型均解耦为升温和降温模型两部分,在静点热源解析温升模型基础上考虑热源运动及热源区域推导得到原位月壤升温计算模型,其余模型均运用计算传热学理论及考虑真实移动边界推导得出。本文以环境条件等效为目标设计搭建低温钻进过程实时温度监测系统并从多角度开展温度影响等效分析,在低温氮气制冷环境下开展了多种解耦试验,分析了试验中温度曲线的原因,以试验数据结果为驱动初步明确部分温升特性。之后基于解耦试验数据分别验证降温、温升模型可行性,并揭示了低温含冰模拟月壤钻进时的刃切削热通量分配系数与流态月壤热特性参数。在模型修正完成基础上,分析得到钻进规程参数、钻进对象含冰率对采样样品、钻具、原位月壤温升的影响趋势,提出了基于样品温控的多级钻进规程调整策略,并对策略进行了验证。本文对低温含冰模拟月壤钻进过程中采样样品、原位月壤、钻具温度场建模方法进行了探讨,提供了一种计算资源需求较少的钻进温升预测方法,可为钻进规程优化设计、在轨温控策略提供模型支撑,达到尽量减少热扰动,保存含冰月壤原态信息的高保真目标。