Lunar polar illumination and electrical field environment simulation based on a conceptual design for China’s Chang’E-7 mission

月球极区挥发分包括水冰是月球探测的重要目标. 本文系统地提出了中国嫦娥7号月球南极探测任务的概念设计, 包括轨道器、着陆器、巡视器和飞跃器以及中继星. 通过轨道器获取的极区高分辨影像可为着陆选址提供参考. 巡视器和飞跃器分别对光照区和永久阴影区开展原位探测. 所有的数据均通过中继星进行接收并传回地面. 考虑到极区特殊的光照条件, 我们计算了覆盖沙克尔顿撞击坑部分区域15 km × 15 km范围内2024–2026年的光照率, 并分析了潜在着陆区的光照条件、坡度以及距探测目标的距离. 考虑到极区因地形遮挡产生的尾迹效应, 我们计算了沙克尔顿撞击坑及其周围区域37 km × 27 km范围内的电场环境. 发现坑缘周围光照区电势最高不超过2.1 V, 而由尾迹效应引起的坑内电势最低可达－500 V. 这对以坑底为探测目标的飞跃器来说有必要进行一定的风险评估.