《表1 原位火星土壤物理和力学特性》

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《TJ-M1模拟火壤承载特性的研究》

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迄今为止，已知成功登陆或巡视火星的探测器包括4个火星着陆器（“Viking lander 1”“Viking lander2”[2]、“Phoenix lander”[3]、“In Sight[4]”）和4辆火星探测车（“Pathfinder”[5]、“Spirit”[6]、“Opportunity”[7]、“Curiosity”[8]）。这些探测活动获得了大量的火壤物理力学特性数据，例如火壤类型、密度、黏聚力和内摩擦角等基本物理力学参数，见表1。目前尚没有真实的火星土壤返回地球，因此众多学者基于上述探测器获取的真实火壤物理力学特性，研制出用于地面环境下相关试验的模拟火壤[9-15]。这些模拟火壤根据不同的研究目的主要分为两类，一类以服务科学研究为目的的模拟火壤，如JSC Mars-1[9-10]；另一类以服务探测工程应用为研究目的模拟火壤，如国外的MMS（Majave Mars Simulant）[11]、Salten SKov I[12]、ES-1、ES-2、ES-3[13-14]、DLR-A、DLR-B[14]以及国内的PSI HX-1/2/3/4/5/6[15]系列模拟火壤，见表2，且部分学者在前人的基础上总结了模拟火壤物理力学特性的取值范围[16-18]。然而，众多的模拟火壤研究成果主要是针对颗粒密度和剪切特性参数等方面，缺乏对于承载力特性研究，且该特性对于火星探测器能否安全着陆至关重要。此外基于地面环境的承载力计算方法对火壤的适用性同样也缺乏研究。