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探地雷达——祝融号火星探测器的一个看点 精选

已有 2537 次阅读 2021-5-24 09:03 |系统分类:科普集锦

祝融号火星探测器成功着陆火星并开始进行巡视,这标志着中国正式成为世界上第二个能够在火星上进行巡视探测的国家。

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由于美国已经发射了好几个火星探测器,且目前还有好奇号和毅力号等火星探测器在火星上进行巡视,发回了大量的一手照片,故人们对于祝融号火星探测器发回来的照片并没有太多的期待。

不过祝融号还是携带了一些与以往美国的火星探测器不同的任务。其中探地雷达是过往火星探测器没有的。

火星探地雷达也叫作“火星车次表层探测雷达”,它的原理很简单,就是通过该雷达向地下发射15M~2.15GHz的无线电波。该无线电波遇到地下介电常数不同的物质的时候,会反射回来不同强弱、频率和方向的电磁波。通过对反射回来的电磁波进行分析,就可以了解地下十几米处土壤和岩石的分布情况。

考虑到在火星上寻找水源是一个非常重要的任务,这关系到今后人类在火星上建立基地的时候能否以更加低的成本获得这些生存必要的元素。相信这次祝融号探地雷达的一个主要任务就是探测火星上的地下水。

那么火星上存在地下水的可能性有多大呢?由于火星上的大气压只有地球地表的百分之一,因此水的沸点只有大约七度左右。火星表面白天的温度就可以达到二三十度,因此火星地表存在水源的可能性较低。但是火星地下的压力就比较大了,虽然火星的重力加速度只有地球的大约三分之一左右,不过考虑到土壤和岩石的密度大约是水的两倍左右,因此十几米的火星地下深度其压强已经达到了大约一个大气压。在这样的压强之下,火星上的水可以像地球地表上一样以液体的形态存在。

考虑到水的介电常数与土壤和岩石区别很大,因此这次祝融号探地雷达启动之后,所在位置地下十几米处如果确有液态水存在,被祝融号识别出来的可能性将非常大。一旦确定下来,则将是火星上水源探测的一个重大发现。因此非常值得我们期待。

当然探地雷达除了可以探测液态水的存在之外,还可以探测其他的矿物质,所获得的数据将对人类了解火星的元素构成和土壤岩石结构有非常重大的意义。

另外除了探地雷达之外,祝融号上还有五台科学研究仪器,相信未来的日子里,这些仪器都可以给我们带来很多的惊喜。




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