火星鉆探取樣是火星探測的重要任務環(huán)節(jié),火星硬巖地層的有效鉆進是目前火星探測取樣面臨的主要難題。文章在分析比較目前主要航天國家深空探測采樣技術特點與局限的基礎上,論述了火星大氣豐富的二氧化碳資源轉(zhuǎn)化利用的可行性,提出了超臨界二氧化碳射流火星采樣技術,分析了超臨界二氧化碳射流火星硬巖輔助鉆進的機理、優(yōu)勢、應用前景和關鍵科學問題,為火星探測裝置的改進和火星采樣技術的創(chuàng)新提供參考。

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1CO2相態(tài)變化規(guī)律

SC-CO2是CO2在超過臨界溫度31.1℃和臨界壓力7.38MPa的條件下形成的一種特殊的超臨界狀態(tài)流體(見圖1)。CO2進入超臨界態(tài)后,顯現(xiàn)出許多獨特的物理和化學性質(zhì),具有液體的高密度,又具有氣體的低黏度和高擴散系數(shù),有良好的傳質(zhì)性能[21]。此外,SC-CO2的臨界條件....

圖2常規(guī)水致裂巖石示意圖

SC-CO2流體密度大,流動性強,攜巖效果優(yōu)于空氣和水,且多種工況下攜帶能力較好。沈忠厚等人[23]用數(shù)模實驗對不同黏度、不同密度的SC-CO2流體在水平井段的攜巖規(guī)律進行了模擬,計算結(jié)果表明:SC-CO2流體的攜巖能力比水大幅提高,而且隨密度和黏度的增加而增強。宋維強等人[34....

圖3超臨界二氧化碳射流致裂巖石示意圖

圖2常規(guī)水致裂巖石示意圖2.2SC-CO2射流火星輔助破巖可行性及應用前景

圖4超臨界二氧化碳火星取樣系統(tǒng)

以射流破巖與鉆進采樣技術研究基礎為依托,本文提出了SC-CO2火星鉆進取樣方法。在火星原位制取SC-CO2基礎上,利用SC-CO2射流輔助火星硬巖地層破碎,實現(xiàn)減阻降溫,提高鉆進取樣效率。在裝置設計上,火星取樣系統(tǒng)主要由SC-CO2射流制取裝置、巖石鉆進裝置、錨固穩(wěn)定裝置和樣品篩....

本文編號：4007067