[發明專利]一種模擬火星土壤配方及其制備方法

在審

• 申請號: 202210155847.1
• 申請日: 2022-02-21
• 公開（公告）號: CN114460275A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 黃駿
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 陸惠中

本發明公開了一種模擬火星土壤的配方，模擬火星土壤含有下列重量份配比：火山石15?25份、鈉長石15?25份、透輝石12?18份、鎂橄欖石12?18份、石英砂12?18份、方解石5?10份、脫水硫酸鎂3?6份、赤鐵礦1?4份、磁鐵礦1?4份、硬石膏1?2份。該火星土壤配方成分比較接近美國好奇號車所發回的火星土壤成分，且原料容易獲得，成本低廉等特性，可未來用于火星行星地質或者火星農業開發的研究。

技術領域

本發明屬于航天、農業與科研領域，具體涉及一種模擬火星土壤的配方及其制備方法。

背景技術

火星土壤是指火星巖石受風化后產生的碎屑物質，根據粒徑大小，也可以稱為火星砂或者火星巖屑。美國的海盜1、2號、好奇號登陸器和我國的天問號火星車先后在火星表面著陸，并展開地質勘探。相比之下，火星土壤含鐵較地球土壤高,并有鎂硫酸鹽、氧化鐵、碳酸鹽。其中火星土壤硫含量為地球的100倍，而鉀含量僅為地球的五分之一,缺乏活性氮，沒有有機物。美國佐治亞大學、中佛羅里達大學等高校都展開了模擬火星土壤與火星農業的研究。通過人工制備模擬火星土壤，可以在地球上開展一系列相關研究，為今后的火星勘探車研發，乃至今后大規模移民火星，所需要的火星農業提供一點理論依據與地面試驗基礎。

現有技術中存在模擬火星土壤的配方(參考文獻1：Kevin M.Cannona，DanielT.BrittaTrent，M.SmithbRalphF.Fritscheb，Daniel Batcheldor，Mars global simulantMGS-1:A Rocknest-based open standard for basaltic martian regolith simulants，Icaraus,317，470-578，2019)，一般是針對特定火星采集點進行配方，所以配方內原料種類多，部分成分不易獲得，成本高，制備方法復雜。

現有技術中火星土壤探測結果的力學特性見參考文獻2：G.H.Peters,W.Abbey,G.H.Bearman,G.S.Mungas,J.A.Smith,R.C.Anderson,S.Douglas,L.W.Beegle Mojave，Mars simulant–characterization of a new geologic Mars analog Icarus,197，470-479,2008。本發明針對火星土壤的一般力學力學與主要化學成分特性，提出一種具有通用性，制備簡單的模擬火星土壤配方。

發明內容

本發明的目的是提供一種模擬火星土壤的配方，該配方具有原料容易獲得，成本低廉，容易制備等特性，可未來用于火星行星地質或者火星農業開發的研究。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種模擬火星土壤配方，含有如下重量份配比：火山熔巖15-25份、鈉長石15-25份、透輝石12-18份、鎂橄欖石12-18份、石英石12-18份、方解石5-10份、無水硫酸鎂3-6份、赤鐵礦1-4份、磁鐵礦1-4份、硬石膏1-2份。

進一步地，所述的模擬火星土壤，其特征在于，含有如下重量份配比：火山熔巖20份、鈉長石20份、透輝石15份、鎂橄欖石15份、石英石15份、方解石10份、無水硫酸鎂4份、赤鐵礦2份、磁鐵礦2份、硬石膏2份。

進一步地，所述的模擬火星土壤，其特征在于，以下組分中一種或數種的粒徑在一毫米以上的占總重量不少于20％：火山熔巖、鈉長石、方解石、赤鐵礦、磁鐵礦和硬石膏。

進一步地，所述的模擬火星土壤，其特征在于，以下組分中一種或數種的粒徑在一毫米以上的占總重量不少于15％：透輝石、鎂橄欖石、石英石。

進一步地，所述的模擬火星土壤，其特征在于，水分含量極低，≤0.01％。

本發明還公開了一種模擬火星土壤的制備方法，其特征是該方法包括以下步驟：