科研动态 | 测绘科学与技术学院在月球科研站选址方面取得进展

研究背景

       自20世纪中叶苏联"Luna"计划与美国"Apollo"计划开启人类探月序章以来，月球探测已从短期任务逐步转向长期驻留研究新阶段。进入21世纪，随着科技的快速发展，探月活动从早期的短期探测逐步向长期探测转变。中国、美国、欧洲、俄罗斯等国家和地区，纷纷将目光聚焦于月球南极区域，提出了建设月球科研站的计划。

       前期深空探测任务，例如阿波罗登月、中国嫦娥系列登月等，多为单次任务、单一目标。而国际月球科研站建设涉及多次任务、多学科目标，在建设时需融合工程安全、资源利用、科研价值等多元需求。选址作为支撑科研站多学科任务的核心环节，因此也正面临更复杂的系统性挑战。因此，亟需一种新的、更科学高效的选址方式，建立多元目标间动态平衡机制，融合主观经验与客观分析精准选址，助力月球科研站及未来探月任务成功开展。

研究内容

       早期的探月任务选址主要依靠专家经验与多轮论证，虽能确保科学性，但由于不同学科专家的知识体系和研究视角存在差异，在多要素协同决策时存在效率瓶颈。基于遥感观测数据的阈值筛选法虽提升了客观性与效率，却在要素优先级动态调整方面缺乏灵活性；基于历史任务着陆点数据的机器学习模型虽实现了自动化分析，但忽略了历史任务与未来任务的差异，其结果的参考价值存在争议。

       本研究针对现有选址方法的不足，提出了一套系统的多要素、多目标综合选址方法。首先，全面梳理各任务与目标相关的要素，构建完整评估体系；接着，综合主观判断与客观数据对各要素打分；然后，运用层次分析法（AHP）科学确定权重；最后，采用优劣解距离法(TOPSIS)生成大尺度候选范围内的适宜度得分图，实现精准选址。

图 1 多目标多要素选址综合选址流程

研究结论

       本研究以月球南极75°S-90°S区域为例，运用所提的综合选址方法确定了包括Leibniz β、Cabeus B撞击坑边缘以及chomberger撞击坑南部区域等多个适合建设月球科研站的区域。这些区域地势平坦，为航天器安全着陆和后续基础设施建设提供了有利条件；光照资源丰富，能够充分满足科研站的能源需求；地球可见性良好，极大地方便了地月之间的通信联络以及对地球的观测；并且富含多种矿物质，在资源开发和科学研究领域具备巨大潜力。

图 2 基于本文所提选址方法获得的月球南极科研站建站推荐区域与南极建站适宜度分布

       将本研究选址所得区域与部分同类研究的结果以及美国“Artemis Ⅲ”公布的候选区域进行对比分析后发现，通过本研究所提选址方法确定的候选区域的综合表现更为出色。值得关注的是，近期中国国家航天局公布了“嫦娥8号”(“ILRS”计划先导任务)的计划着陆区域，该区域即位于Leibniz β区域，这一事实进一步有力地验证了本研究方法的有效性。

       本研究成果对于月球南极地区的科研站选址工作具有一定的参考价值，为后续月球科研站的规划与建设提供了关键支撑。此外，本研究中创新的多目标多要素综合选址方法具有广泛的应用前景，有望拓展到其他行星探索任务的选址工作中，为未来深空探测事业提供强有力的技术保障。

图 3 本文获得的科研站建站区域的坡度、区域粗糙度、光照强度与对地可见性示意图

图 4 本文获得的科研站建站区域附近的科学要素分布示意图

论文信息

       该研究成果于近期在《Geo-spatial Information Science》上发表。中山大学测绘科学与技术学院李媛副教授为论文第一作者，张吴明教授为通讯作者，研究生张旭盛、吕俊莹、肖宙轩和熊子一为论文合作作者。该研究得到国家自然科学基金（项目编号：42201476、41971380）、广东省珠江人才计划（2021CX02S024）的支持。

       本研究成果得到探月与航天工程中心以及共同进行选址研究的多家高校和科研院所的支持，是在主持单位的领导和协调组织下，由地质、资源、生命、工程等多个选址小组通力合作取得的成果。

       原文链接：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/10095020.2025.2495682

       引用信息：

Li, Y., Zhang, X., Lv, J., Zhang, W.*, Xiao, Z., & Xiong, Z. (2025). A multi-objective multi-factor integrated method for comprehensive luna base site selection. Geo-Spatial Information Science, 1–28. https://doi.org/10.1080/10095020.2025.2495682.