An Open Database of Lunar Regolith and Simulants Properties

该数据集由法国图卢兹大学和阿姆斯特丹大学联合开发，聚焦月球表层风化层及其模拟物的物理与岩土力学性质，整合了1966年至今的月球任务数据，包括阿波罗计划、嫦娥工程等实测参数（如内摩擦角、承载力）及实验室样本分析结果。数据来源涵盖宇航员足迹分析、遥感探测和地球实验室测试，通过标准化格式集中存储，并配备交互式可视化工具。其核心目标是解决月球科学研究和工程技术开发中数据碎片化问题，为月球资源利用、探测器设计等提供高价值参考。This dataset was co-developed by the University of Toulouse in France and the University of Amsterdam. It focuses on the physical and geomechanical properties of lunar regolith and its simulants, integrating data from lunar missions spanning from 1966 to the present. The dataset includes in-situ measured parameters such as internal friction angle and bearing capacity from missions including the Apollo Program and the Chinese Lunar Exploration Program (Chang'e Project), as well as laboratory sample analysis results. Its data sources cover astronaut footprint analysis, remote sensing detection and terrestrial laboratory tests. The dataset is centrally stored in a standardized format and equipped with interactive visualization tools. Its core objective is to address the issue of data fragmentation in lunar scientific research and engineering and technological development, providing high-value references for lunar resource utilization, detector design and other related fields.

搜集汇总

数据集介绍

构建方式

在月球探索领域，对月壤物理与岩土特性的系统化理解是支撑原位科学探测、资源利用及表面设施设计的关键。该数据集通过系统梳理跨越数十年的月球任务报告，整合了从载人任务直接原位测量、基于表面相互作用的参数推断、遥感数据解析到地球实验室对返回样品的分析等多源数据。构建过程涉及对阿波罗、月球号、勘测者等历史任务技术文档的手动提取，确保数据准确性，并涵盖内部摩擦角、内聚力、容重及静态承载力等核心岩土参数。数据集明确标注了每个数值对应的测试类型与地理位置，同时纳入了月壤模拟物的参数，为实验室研究与实际任务数据建立了直接关联。

特点

该数据集以其全面性与开放性著称，覆盖了从1966年月球9号至2025年月船3号任务的广泛时间跨度，囊括了月海、高地及火山碎屑沉积等多种月球地形。其独特之处在于不仅收录了真实月壤的原位与实验室数据，还系统整合了多种月壤模拟物的力学参数，实现了真实环境与地面实验数据的直接对比。数据集通过交互式网络应用提供数据检索、筛选与可视化功能，支持用户生成定制化图表进行对比分析。这种设计不仅提升了数据的可访问性与可比性，更体现了开放科学理念，旨在根据科研社区需求持续演进与更新。

使用方法

该数据集主要通过其附带的网络应用程序进行访问与应用，用户可通过指定网址在线使用，或下载完整代码库在本地运行。其交互式界面允许用户根据任务名称、测试方法、地理位置或参数范围等条件灵活筛选数据，并实时生成可视化图表与月球地图标注。研究人员可便捷地导出筛选后的数据用于模型校准、地形对比分析或模拟物选取。例如，通过比较月海与高地地形的力学参数差异，或评估原位测量与地面实验室结果的系统性偏差，从而支持月球车移动性分析、着陆器设计或原位资源利用系统的规划。数据集的结构化设计与开放格式使其能无缝集成至行星GIS平台或仿真环境，服务于前沿的月球科学与工程研究。

背景与挑战

背景概述

月球风化层作为覆盖月球表面的未固结物质层，其物理与岩土工程特性对月球科学探测、原位资源利用、表面基础设施建设及移动系统设计具有决定性影响。随着以美国阿尔忒弥斯计划为代表的全球探月热潮兴起，新一代科学家与工程师亟需系统化、可访问的月球土壤数据支撑研究。然而，历史任务数据长期分散于不同年代的探测报告之中，存在格式异构、获取困难等问题。在此背景下，由法国航空航天高等学院等机构的研究团队于2025年构建了‘月球风化层及模拟物特性开放数据库’，该数据库整合了自1966年月球9号至2025年月船3号任务期间的原位测量、遥感反演及返回样本实验数据，涵盖内摩擦角、黏聚力、容重等关键参数，并关联了月球土壤模拟物的特性数据。这一工作通过标准化数据架构与交互式可视化工具，显著提升了月球地质力学数据的可及性与可比性，为月球探测工程与行星科学研究提供了重要基础。

当前挑战

该数据库致力于系统解决月球风化层岩土工程特性数据碎片化的问题，其核心挑战在于如何从异构、多源的历史任务报告中准确提取并标准化关键参数。具体而言，数据构建过程中面临原始资料分散于不同机构档案、报告格式不兼容、部分数据仅以扫描文档或原始语言保存等困难，这要求研究团队进行大量人工核查与数据清洗工作。此外，月球风化层特性受局部地质环境、低重力条件及测试方法差异的显著影响，导致不同任务数据间存在较大变异性，如何建立统一的数据质量评估框架以反映这些不确定性，成为数据库科学价值的关键。同时，月球土壤模拟物与真实风化层在颗粒形态、环境响应等方面存在本质差异，数据库需持续更新以涵盖新型模拟物数据，并建立更完善的对比验证机制，从而支撑未来月球原位资源利用与表面作业的可靠设计。

常用场景

经典使用场景

在月球探测与行星科学领域，月球表土及其模拟物的物理与岩土力学性质是支撑着陆器设计、巡视器移动性以及原位资源利用等关键技术的基础。该数据库通过整合阿波罗、月球号等历史任务的原位测量数据、返回样品的实验室分析结果以及遥感观测估计值，为研究人员提供了一个标准化的数据平台。其经典使用场景包括对比不同月球地形（如月海与高地）的土壤力学参数，分析重力环境对颗粒物质行为的影响，以及评估模拟物与真实月壤在力学特性上的差异，从而深化对月球表面物质行为的理解。

实际应用

在实际工程与任务规划中，该数据库直接服务于新一代月球探测任务的设计与优化。例如，在阿尔忒弥斯计划等重返月球任务背景下，工程师可利用数据库中的承载能力、内摩擦角等参数，优化着陆器的缓冲系统设计，评估巡视器在松散月壤上的通过性，或规划月面挖掘与建造作业。同时，数据库提供的模拟物数据帮助地面试验选用更贴近真实月壤力学特性的材料，从而降低技术验证的风险，提升任务成功率。

衍生相关工作

围绕该数据库，已衍生出多项重要的相关研究。例如，基于数据库的对比分析揭示了月壤模拟物在凝聚力参数上普遍高于真实月壤的差异，推动了新一代模拟物的开发以更好地复现低重力环境下的颗粒行为。此外，结合数据库的交互式可视化工具，研究者开展了月壤性质随深度变化的趋势分析，以及不同地形单元力学参数的统计研究，这些工作进一步丰富了月球表面过程的认识，并为后续任务的数据同化与模型集成奠定了基础。