月球及深空探測一直是人類探索未知世界和獲得重大科學發(fā)現的標志性科學工程, 大量新的科學發(fā)現和工程技術成果的取得, 激發(fā)了越來越多國家和組織的積極參與. 自 20 世紀 90 年代以來, 國際上開始了自阿波羅計劃之后的新一輪月球探測熱潮, 美國、日本、中國、印度以及歐洲等航天大國和組織化都相繼發(fā)起了月球探測任務. 與 20 世紀冷戰(zhàn)時期的探測思維不同, 本輪探測都把重點放在了月球科學領域某些科學問題方面,尤其在月球水冰探測、地質和內部結構探測等方面取得了突出的科學成果, 極大地豐富和深化了我們對月球科學的認識.
按照月球探測“繞、落、回”三部曲的發(fā)展戰(zhàn)略, 我國已經成功完成了“嫦娥一號”和“嫦娥二號”的環(huán)繞月球探測活動. 利用“嫦娥一號”、“嫦娥二號”獲取的月球探測數據, 中國月球探測科學家通過廣泛的國內國際合作,取得了突出的科學成果. 本專輯中收錄的 11 篇論文對“嫦娥一號”和“嫦娥二號”數據進行了更深入的挖掘和研究, 并且綜合運用多源數據進行了月球地質分析, 取得了以下成果和進展：
(1)對多種探測數據和標定方法進行了深化. 對于雷達探測原理和數據的分析, 提出了一種基于沿距離向入射角的月表雷達圓極化比(CPR)影像校正模型, 這一方法可以為較大區(qū)域 CPR 影像的無縫鑲嵌以及更為準確地解譯月表的地球物理性質提供幫助；高光譜數據中離散分布的壞點的存在影響著數據的后續(xù)分析和應用,研究了“嫦娥一號”干涉成像光譜儀(IIM)高光譜數據壞點在光譜維和空間維的特征, 基于此提出了一種基于光譜角和歐式距離的壞點檢測與修正算法, 為后續(xù)研究與應用提供了更好的基礎數據；對激光高度計 LAM 數據中存在的時標漂移、衛(wèi)星軌道徑向誤差以及 LAM 晶體振蕩器地面定標的系統(tǒng)整體偏差等進行了分析和修正,實現了對激光高度計數據的外部標定, 在此基礎上得到了新的 360 階次的地形模型 CLTM-s03, 利用新得到的地形模型發(fā)現菲茲杰拉德-杰克遜盆地和南極區(qū)域的阿門德森-甘斯溫特盆地是月面 II 型質量瘤區(qū)域；提出了一種基于特征空間的對撞擊坑進行自動識別的算法, 以及一種基于區(qū)域局部灰度和梯度分布特征與機器學習方法相結合的撞擊坑檢測方法, 新算法對月球撞擊坑有較高的識別能力；提出了直接依據 IIM 2A 級數據太陽相角-輻亮度二維直方圖的劃分方法, 可以避免 FeO 含量劃分月表光度單元中由于后期數據處理過程引入的誤差.
(2)月球地質研究獲得了新認識. 利用嫦娥探月數據及多源數據綜合分析, 對虹灣地區(qū)進行了詳細的地質解譯, 發(fā)現該區(qū)域經歷了 4 次巖漿活動, 劃分出了新的地質單元, 發(fā)現不同期次巖漿活動充填的玄武巖成分差別較大, 越晚形成的玄武巖鈦含量越高；對虹灣地區(qū)橄欖石和輝石礦物成分的含量做了定量分析；對Aristarchus 地區(qū)的元素、礦物與巖石類型分布特征的研究表明, Aristarchus 地區(qū)的物質類型極為豐富, 包括火成碎屑沉積物、月海玄武巖、高地斜長巖、KREEP 巖以及演化程度較高的堿性斜長巖等特殊巖石類型；利用月球正面高分辨率地形和重力數據, 結合附加表面和內部載荷的彈性薄殼均衡模型, 對該火山區(qū)域的平均月殼密度, 巖石圈彈性厚度和表面內部載荷比等參數進行定量約束, 從深部對火山機構進行了制約.
近年來嫦娥探月成果得到了不斷豐富和提升, 圓滿的完成了嫦娥探月工程第一步“繞”的科學目標, 為順利開展嫦娥探月工程第二步“落”奠定了較為堅實的基礎. 為了加快我國嫦娥探月工程有更快、更好和更多的科學產出, 中國科學院月球與深空探測總體部已經成立了由全國科研院所和高校科學家與載荷研制單位聯合組成的“嫦娥三號”任務科學應用研究核心科研團隊, “嫦娥三號”及后續(xù)探月成果的產出值得期待.
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