中国“嫦娥”系列探月工程顺利实施以来，“嫦娥五号”和“嫦娥六号”探测器完美实现了“绕、落、回”三步走规划。然而，由于月球表面自然环境的特殊性及登月设备的运行，风化层的月壤月尘颗粒更易且更长时间带电，并在静电作用下吸附于登月人员、设备之上，导致仪器设备损坏失灵并对登月人员健康产生不利影响。因此，探究月壤颗粒带电影响因素和规律，具有重要的工程实际价值。已有学者研究表明，月壤或模拟月壤颗粒的带电方式有摩擦带电、感应带电、光电效应带电等多种，摩擦带电的带电量较大且是较为重要的一种带电方式。同时，现有研究多在室温下的真空或常压环境中展开，有关月壤或模拟月壤颗粒在不同温度、摩擦速度、真空度下摩擦带电量带电性质等方面的研究较少。本研究通过搭建模拟月壤颗粒在低压条件下的摩擦带电量测量装置，探究其在不同真空度、摩擦速度、环境温度下与高强度耐火芳纶、3M高温橡胶、铝材等常用航空航天材料摩擦的带电量。实验结果表明，模拟月壤颗粒与上述材料摩擦后部分颗粒带正电而部分颗粒带负电；温度、真空度、摩擦速度均会对模拟月壤颗粒摩擦带电量产生影响。在常温常压下，模拟月壤颗粒与上述实验材料摩擦后，正电荷量均值在0.0850pC至0.0398pC之间，负电荷量均值在-0.0908pC至-0.0101pC之间，实验结果与已有研究吻合较好。在其它条件不变情况下，真空度0.15-1.0倍大气压范围内，随着气压减小，模拟月壤颗粒与上述材料的摩擦带电荷质比、面电荷密度绝对值总体呈增大趋势；其中正电荷质比面电荷密度分别从38.31μC/kg增大至104.95μC/kg、1.56μC/m²增大至5.90μC/m²，负电荷质比面电荷密度从-5.31μC/kg减小至-98.15μC/kg、-0.26μC/m²减小至-4.03μC/m²。摩擦速度10.91km/h至27.28 km/h范围内，颗粒摩擦带电荷质比、面电荷密度随速度升高而增大。摩擦温度-10℃至60℃范围内，颗粒摩擦带电荷质比、面电荷密度随温度升高而减小。本研究结果可为登月人员设备防护、月表静电除尘及未来月壤矿物分选等方面的研发提供进一步参考。
 

关键词：模拟月壤颗粒，摩擦带电，实验研究