我国月球探测三期工程将实现月表及月面2米深处地层的采样任务,钻取采样过程中遇到月岩可能性很大。岩石可钻性是选择钻进方法、钻头结构类型、钻进工艺参数和衡量钻进速度的主要依据和前提,是钻进岩石层最根本的保障。目前的研究主要集中在月壤,针对月岩的可钻性研究尚未展开。通过调研可知,采样得到的月岩稀少并且结构复杂,其物理力学特性具有随机性、不可预测性。在分析月岩和地球岩石在性质上的相似性和包络性的基础上,选取砂岩、大理岩、花岗岩、灰岩、“洞石”和玄武岩作为月岩模拟物。综合考虑现行可钻性评价方法优缺点、月球特殊的环境及地质条件,选取物理力学性质和纵波速度两个指标来开展月岩可钻性开展可钻性相关研究。本文的具体内容如下:1、调研Apollo和Luna系列采样结果数据,对月岩的类型、分布、组成、粒度及其与采样深度的关系进行系统分析,归纳总结月岩物理力学性质和纵波速度范围,为月岩相关课题研究提供数据支撑。2、通过对比分析现有可钻性模型中各因素的影响程度,基于压入硬度、抗压强度、弹性模量、泊松比和密度建立月岩可钻性数学模型。3、针对月岩模拟物开展一系列物理力学性质测量实验。搭建微钻试验台,在常温无冷却条件下对月岩模拟物进行微钻实验。对实验数据进行一元和多元回归分析,确定模型中各参数的系数,分析各物理力学性质对可钻性的影响程度。4、应用MATLAB软件制作月岩可钻性评价界面,结合实验数据和调研结果,用物理力学性质和纵波速度两种方法综合评价月岩可钻性。得到月岩中月海玄武岩、月球角砾岩和月球高地岩石的可钻性等级。