火星轨道器次表层探测雷达数据处理技术与现状研究

火星是人类重要的地外天体探测目标之一,对火星表面进行的探测和研究表明,火星表面曾经存在液态水,水是生命存在的基础,因此,在次表层寻找不同形式的水是目前火星探测的重要科学目标之一.近17年来,欧洲火星快车(Mars Express)上搭载的火星次表层和电离层探测先进雷达(Mars Advanced Radar for S...     

雷达探测技术在探月中的应用

人类运用雷达探测技术对月球探测取得了丰硕的科学成果,开展了对月球地形地貌探测、月壤厚度反演、月球次表层结构探测、月球水冰探测等研究。以不同的探测方式和科学目的综述了国内外运用雷达探测技术对月球探测所取得的一系列科学成果,以及我国成功发射"嫦娥三号"卫星,其巡视器"玉兔号"上搭载的测月雷达(Lunar Penetration Radar)将用于探测月球次表层结构和月壤厚度与结构,同时也介绍了测月雷达的基本原理与一些基本指标参数。     

表层穿透雷达在月球和深空探测中的应用

对月球以及更远天体或者空间环境的探测是人类航天活动的重要方向。开展月球和深空探测有利于研究太阳系起源、演化与现状,以及生命起源与演变等重大科学问题,有利于催生基础性、前瞻性的学科与技术。相比光学探测方法,雷达具有强穿透性、极化特性以及不受光照限制等优势,是探测天体特性的有效手段之一,在月球和深空探测中发挥了重要作用。电磁波能够穿透几米到几千米的次表层,可用于探测月球和深空目标的表层介电常数、次表层结构、电离层及水冰等。按照探测方式的不同,表层穿透雷达探测主要包括地基雷达、环绕器雷达及巡视器雷达3种方式。针对不同的科学目标,不同的探测方式具有各自的优势和不足。回顾了表层穿透雷达在月球、火星以及小行星等探测中的科学应用,总结了已经投入使用以及计划中的各种雷达科学载荷的探测任务、参数设计、工作原理和探测结果,展望了在未来利用表层穿透雷达进行月球和深空探测的发展趋势。     

基于测月雷达机制月壤相对介电常数反演方法模拟研究

嫦娥三号卫星于2013年12月2日发射,并成功着陆月球,其巡视器上搭载的测月雷达实现了首次雷达就位探测月球。基于测月雷达的探测机制,给出了两种计算月壤相对介电常数的方法,标定件标定法和双天线时延法,并通过仿真验证了两种计算方法的有效性,文中同时给出了两种计算方法存在的局限性,为后期基于嫦娥三号雷达数据进行月球次表层的介电特性反演提供了重要依据。     

月壤介电常数反演方法及应用

对月球的探测是人类在太空探索的第一步。介电常数是用来描述物质材料在外加电场中储存和释放能量能力的参数,对月壤介电常数的测量有助于人类研究月壤厚度和次表层结构,了解月球的起源和演化历史。人类主要通过对月壤样品进行检测、微波遥感探测以及雷达就位探测等三种方式测量月球表面和内部的介电常数。文章主要介绍了各国对月壤介电常数的反演方法、结果及介电常数的主要应用。同时,文章还结合测量结果,简要比较了各种测量方法的优劣,总结出各方法的差异,并基于之前的研究,展望了中国对检测嫦娥五号采集的月壤介电常数和反演火星介电常数的进程。     

探秘火星(三)

Q1哪个探测器将深入到火星地下探测?几十年来,人类一直对火星进行探索,之前登陆火星的探测器,如勇气号、机遇号、好奇号等,都是探测火星表面上的火山、峡谷、岩石、土壤的演变历史。只探测地表特征,是无法了解火星早期的演化情况的,因为包含此种信息的样品都深埋于火星地表之下。     

火星重力场模型发展回顾及对萤火一号的展望

首先回顾了火星重力场探测的历史、各有关探测器的轨道特征和获取的资料情况,特别对最成功的MGS项目的情况作了详细介绍。然后对确定火星重力场模型过程中的有关问题作了介绍,包括动力学模型、三体摄动问题、太阳光压和大气阻力模型等。重点介绍了其中的先验条件和求解重力场的算法,后者主要介绍GSFC采用的最小二乘法和先验约束方法及其数据定权和误差校准的经验。文中还对火星重力场与地形学进行了比较分析,并对火星重力场时变性的探测与研究作了重点讨论。最后对火星重力场探测中存在的主要问题作了详细讨论,并展望了我国第一颗火星探测器"萤火一号"对火星重力场研究的可能贡献。     

火星探测成果丰硕

火星探测成果丰硕本利去年第５期曾经载文介绍过火星环球勘测者和火星探路者的基本情况,第６期又对火星探路者的一些探测成果做了报道。在这一期里,本刊又拿出了封面、封底和封二如此大量的篇幅继续介绍火星探测新成果。做为本刊的编辑,我陆陆续续看到了火星探路者和环...     

近地小行星地基雷达探测研究现状

地基雷达探测是研究太阳系中小行星的重要方法。雷达探测主要有两种方式:(1)连续波探测,可得到小行星表面的粗糙度等参数;(2)延迟多普勒探测,用于反演小行星的三维形状模型并确定自转轴状态。与其他探测方法相比,雷达观测具有分辨率高等优势。简要介绍了地基雷达探测的原理和方式,以及通过雷达成像建立小行星形状模型的方法。同时举例说明了雷达探测小行星的成果,并对包括雷达在内的多种探测方法进行了比较。     

地基雷达技术及其在太阳系天体探测中的应用

人类利用雷达波进行天文研究距今已有40多年历史了.它是一种发射雷达波到目标天体,通过分析其回波特性来进行天文探测的技术.该文从地基雷达在太阳系天体探测中的应用出发,分析了地基雷达相比其他探测手段的优点;介绍了地基雷达的基本工作原理;给出了近年来地基雷达的发展情况和探测成果;最后从现有条件出发,探讨了我国开展地基雷达探测的设想.     

火星的岁差和章动

火星是类地行星，火星动力学的研究不仅具有科学意义，而且还具有实际应用价值。火星的空间探测获得了许多有关火星极运动的重要资料，它与理论值的比较是检验火星内部结构的重要手段，也是为改进火星岁差章动理论提供依据的有效途径。介绍了当前国际上有关火星的岁差和章动研究的进展，分别对刚体火星的章动序列、火星内部结构参数化模型的建立和火星自转的简正模作了描述，并进行了简单的讨论。     

一种新颖的太阳极轨和抵近探测轨道部署方案

经过几十年的发展,太阳的空间探测取得了巨大的成就。然而,极区磁场的演化和太阳子午流的反演一直受到投影效应的影响,同时太阳爆发中的电流片急需原位探测。因此,脱离黄道面的极轨探测和抵近太阳的“触摸”探测成为当前国际太阳物理领域急需发展的空间项目。鉴于极轨和抵近轨道的实施困难,低成本和高效的轨道部署方案是任务顺利执行的关键。提出一种新颖的利用特殊小行星入轨的方案。根据小行星数据库的资料,分别统计和分析了目前已发现的高倾角以及近日点靠近太阳的小行星的轨道参数,并提出了搭载小行星的方案。该方案能够大大减少卫星入轨时间并节约成本,同时还可以与小行星探测相结合。如果项目得以实施,将是人类在利用小行星方面迈出的一大步。     

地球自我调节假说简介

地球自我调节假说简介辛酉地球上的生命已绵延了约３５亿年，但太阳系中最接近于地球的金星与火星却不存在任何生命，这已部分地被宇宙飞船对火星的探测所证实。是不是因为金星距太阳比地球近温度太高，火星距太阳比地球远温度太低都不适宜于生命的生存呢？科学家们对此有...     

2008年着陆火星探险的“不死鸟”——“凤凰”号火星探测器

在太阳系九大行星中,没有一颗如火星这样让地球人着迷。这颗远在上亿千米之外的红色行星一次次点燃起人类探索的激情。目前正在考察火星的探测器有美国的“火星环球勘测者”、“奥德赛”探测器以及欧洲的“火星快车”探测器,火星地面有“勇气”号、“机遇”号两辆火星车,还有目前的“火星勘测轨道飞行器(MRO)”,据喷气推进实验室的学者称,这是最新一代火星探测器,其探测的能力超过上述探测器的总和。更引人瞩目的是,2005年6月美国宇航局又批准了“凤凰”计划(Phoenix),它将于2007年发射升空,2008年在火星北极地区着陆。与此前的火星探测计划相比,“凤凰”计划更为经济实用。     

2011年世界空间探测与科学观测活动回顾

2011年,美国、中国和俄罗斯等国都开展了多项空间探测与科学观测活动,发射了月球探测器、木星探测器等,尤其是由于2011年有火星探测器发射窗口,所以进行了两次重要的火星探测器发射,但有喜有悲：携带了世界最先进火星车“好奇号”的美国“火星科学实验室”顺利升空,并奔向火星;而携带了中国首个火星探测器“萤火-1”的俄罗斯的“火卫一-土壤”探测器虽然发射成功,但由于探测器本身故障而无法进入地火转移轨道,导致该任务失败。     

行星无人探测车地形重构技术综述

多个行星探测车已在月球和火星表面成功漫游,高分辨率、高精度的行星表面地形数据是行星无人探测车在行星表面行进和科学探测的基础,是行星无人探测车进行路径规划和安全避障的基本保证,对人类认识和开展月球及深空探测活动具有重大意义。对这一技术的研究现状展开综述,首先对过去在行星表面成功展开漫游的无人探测车及其地形重构技术方法进行简要介绍,包括3个月球车:Lunokhod 1、Lunokhod 2、玉兔号和4个火星车:旅居者号、勇气号、机遇号、好奇者号。其次对地形重构过程中的核心环节立体匹配的不同方法进行比较,分析了目前国内外应用于行星无人探测车地形重构的立体匹配算法及其特点。最后,对行星无人探测车地形重构研究存在的问题进行分析,提出了今后的研究重点及方向。     

《我们是火星人?》简评

火星以她独具的天文、物理特点以及可能存在生命持续地吸引成千上万大众的关注,更激起广大天文爱好者极大的热情,由此为介绍火星而编写、翻译的书籍琳琅满目、各具特色,在这些书中由美籍华裔学者李杰信博士编写,科学普及出版社于2003年初出版的《我们是火星人?》一书作为一本原创的天文科学普及书更显突出,吸引众多读者。 截至2002年人类已进行320多次火星空间探测,每次探测都有其特定目标,得到不同考察结果,并由这些结果产生不同社会反响。正是这些考察极大丰富了     

月球两极探测进展

从20世纪开始月球探测成为人类太空探测的重要内容,月球探测的手段越来越多样化,探测的分辨率越来越高,探测的区域也逐渐由全月转变为局部。月球的南北极区由于特殊的地理条件存在大面积的永久阴影区,因此一直以来备受国内外学者的重视。介绍了目前国内外对月球极区探测在光学影像、数字高程、水冰以及亮度温度等方面取得的重要科学成果,并且介绍了探测设备的参数,为我国正在开展的月球探测提供参考和建议。     

水星表层构造及其成因研究进展

长期以来,类地行星表层构造一直是行星科学领域的研究重点。研究水星表层构造有助于直接或间接地反演水星的演化过程。得益于空间探测项目的开展,大量探测数据为研究水星表层构造提供了坚实的基础。介绍了水星表层构造及其成因的研究进展,包括发育于水星表层的主要地质构造与水星径向收缩的关系,以及主要的地质构造走向和分布及其成因。最后介绍了对水星的壳层热结构和地壳厚度的研究进展。     

火星为什么会有液态水

不久前,美国宇航局(NASA)的一次新闻发布会宣布,火星的近表面,甚至于表面就存在着液态水。事实上,火星研究者多年前就已经知道,火星上一定有水！因为在火星大气中早已探测到存在有水蒸气,在火星两极也发现有一定量的水冰。甚至于在火星的地下还有可能存在足够数量的冻结的水,它们融化之后,可以成为一个海洋。最近的发现,令人惊奇之处就在于:火星的近表面竟然就有液态水！