【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天科研，尤其涉及一种模拟火星土壤及其制备方法。
技术介绍
1、火星的表面被大量未固结的风化物质所覆盖，这些表层风化物质即火星土壤，简称为火壤（下文皆以火壤代称）。火壤的物质组成成分，粒径级配分布和物理力学特性等性质可以反映出火星表面现有的地质概况，此外结合火星地层方面的研究可进一步反演火星地质演化历史，所以了解火壤的性质是研究火星地质一个不可或缺的方面。迄今为止除火星陨石外，还未有任何火壤样本返回地球，即使未来有火壤样本返回地球，其数量也不能满足例如火壤原位资源利用、火星斜坡稳定性分析等科学研究对火壤的大批量需求。此外，火星探测器发射前的地面工程试验，例如火星车行走试验、火星车取样试验、火壤中水的升华损失量试验等也需要用到大量模拟火壤，因此通过发展模拟火壤来代替真实火壤进行科学研究和地面工程试验是非常必要的。
2、国内现有模拟火壤主要以吉林大学研发的jlu mars(薛龙, 2017)模拟火壤和中国科学院地球化学研究所研发的jmss-1(zeng, li,wang, li,&feng, 2015)模拟火壤为代表。二者均为以玄武岩为基本组成成分的模拟火壤，物质组成成分较为简单。现今还没有针对乌托邦平原火壤而研制的模拟火壤问世。但是随着对乌托邦平原地区火壤性质研究的需求日益强烈，研制乌托邦平原地区的模拟火壤任务迫在眉睫。
3、此外，现存的模拟火壤，大多成分单一，主要成分为玄武岩及铁矿石，因此它们大多只能模拟真实火壤某一方面的性质，例如力学性质，而不能在多方面均与真实火壤做到足够相似，尤
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种模拟火星土壤及其制备方法，以解决目前的模拟火壤存在的大多只能模拟真实火壤其中一方面性质，而无法在多方面均与真实火壤做到高度相似的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案在于：
3、第一方面，本专利技术提供了一种模拟火星土壤的制备方法，包括以下步骤：
4、确定初始模拟火星土壤的原材料成分；
5、粉碎并混合原材料，将混合后的原材料进行筛分，按照粒径级配进行混合，得到原始模拟火星土壤；
6、对模拟火星土壤进行化学成分测试，调整原始模拟火星土壤的矿物成分，直至调整矿物成分后的模拟火星土壤与真实火星土壤的化学成分数据一致；
7、对模拟火星土壤进行近红外光谱测试，将得到的模拟火壤光谱数据进行sg滤波和去包络处理，再与真实火星土壤的光谱数据进行对比，调整模拟火星土壤的矿物成分，直至获得与真实火壤的光谱数据一致，之后再次进行化学成分测试，直至调整矿物成分后的模拟火星土壤与真实火星土壤的化学成分数据和光谱数据均一致为止；
8、将配方确定后的模拟火星土壤进行矿物成分测试，以确定最终的模拟火星土壤配方；
9、以最终的配方配置模拟火星土壤后进行直剪试验，测试其力学参数，调整模拟火星土壤的密实度，直到模拟火星土壤的力学参数处于真实火星土壤的力学参数范围内。
10、进一步的，
11、所述确定初始模拟火星土壤的原材料成分包括以下步骤：
12、采用cipw标准矿物计算方法确定模拟火星土壤的初始配方。
13、进一步的，
14、采用cipw标准矿物计算方法确定初始模拟火星土壤的原材料成分过程中，去除由于化学风化产生的水合矿物后，对剩余的主量元素使用cipw方法进行定量计算，以得到初始模拟火星土壤的原材料成分。
15、进一步的，
16、所述对模拟火星土壤进行化学成分测试，调整模拟火星土壤的成分，直至模拟火星土壤与真实火星土壤的化学成分数据一致，包括以下步骤：
17、对模拟火星土壤进行xrf测试，将测试结果与真实火星土壤数据对比，若测试结果与真实火星土壤数据一致，则进行近红外光谱测试。
18、进一步的，
19、所述对模拟火星土壤进行化学成分测试的过程还包括以下步骤：
20、对模拟火星土壤进行xrf测试，将测试结果与真实火星土壤数据对比，若测试结果与真实火星土壤数据不一致，则调整模拟火星土壤的成分，并重复xrf检测，直至模拟火星土壤与真实火星土壤的化学成分数据一致。
21、进一步的，
22、所述对模拟火星土壤进行近红外光谱测试的过程还包括以下步骤：
23、将模拟火壤的光谱数据与真实火星土壤的光谱数据进行对比，若模拟火壤的光谱数据与真实火星土壤的光谱数据一致，则进行矿物成分测试。
24、进一步的，
25、所述对模拟火星土壤进行近红外光谱测试的过程还包括以下步骤：
26、将模拟火壤的光谱数据与真实火星土壤的光谱数据进行对比，若与真实火星土壤数据不一致，则调整模拟火星土壤的成分，并重复近红外光谱测试，直至获得与真实火壤的光谱数据一致，之后再次进行xrf测试，直至模拟火星土壤与真实火星土壤的化学成分数据和光谱数据均一致为止。
27、进一步的，
28、所述矿物成分测试为xrd测试。
29、进一步的，
30、在粒径级配中，模拟火星土壤的中值粒径是100μm；
31、在粒径级配中，模拟火星土壤的粒径级配范围是0-2mm；
32、在粒径级配中，模拟火星土壤中大于1mm的颗粒粒径不超过10%；
33、在粒径级配中，模拟火星土壤中小于5μm的颗粒粒径不超过5%。
34、第二方面，本专利技术提供了一种采用所述的模拟火星土壤的制备方法制备得到的模拟火星土壤。
35、综合上述技术方案，本专利技术所能实现的技术效果在于：
36、本专利技术提供的模拟火星土壤的制备方法是一种针对“祝融号”火星车着陆区土壤的高仿真模拟火壤的制备方法，通过对模拟火壤进行化学成分测试，通过调整成分，直至模拟火壤与真实火壤的化学成分数据一致，之后对模拟火壤进行近红外光谱测试以及化学成分测试，通过调整成分，直至模拟火壤与真实火壤的化学成分数据和光谱数据均一致为止，最后通过对最终配方配置的模拟火壤进行密实度调整，以得到在物理力学性质方面对真实火壤还原度较高的模拟火壤。使用本方法能够制备出在物理力学性质、化学性质、光谱性质三方面对真实火壤还原度较高的模拟火壤，解决了目前的模拟火壤存在的大多只能模拟真实火壤其中一方面性质，而无法在多方面均与真实火壤做到高度相似的问题。
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1.一种模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，
10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的模拟火星土壤的制备方法制备得到的模拟火星土壤。
【技术特征摘要】
1.一种模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的模拟火星土壤的制备方法，其特征在于，
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：李守定，刁一鸣，林红磊，李娟，张召彬，郑博，孙修阔，徐涛，陈薪硕，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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