2021年5月，中国国家航天局的“天问一号”任务成功将祝融号火星车降落在火星乌托邦平原的南部，这一壮举标志着中国在深空探测领域迈出了坚实的一步。祝融号火星车携带的次表层探测雷达（RoPeR）为我们揭开火星神秘的面纱提供了强有力的工具。本文将带您了解这一高科技设备的工作原理及其在火星探索中的应用。

次表层探测雷达的工作原理是通过发射和接收电磁波来探测火星表面下的地质结构。雷达信号在穿透火星表面后，会遇到不同介质的反射和吸收，通过分析返回的信号，科学家可以推断出火星表层以下的结构和物质特性。RoPeR的有效探测深度是评估其探测能力的关键指标。

在本次研究中，科学家们首先基于RoPeR的探测参数，建立了有效探测深度与介电常数和损耗率的关系模型。介电常数是描述物质对电磁波响应特性的参数，而损耗率则与物质对电磁波的吸收能力有关。通过理论模型的建立，科学家们能够预测在不同地质条件下雷达的探测效果。

通过对实测雷达数据的分析，科学家们确定了两个通道有效信号深度分别为88米和5米。这一发现是通过分析次表层探测雷达数据的相似性得出的，相关系数结果显示了两个通道的信号在不同深度上的相关性。

最后，科学家们利用RoPeR两个通道实际数据的能量衰减特性，计算出不同深度的损耗角正切值。这些值与探测深度模型和有效信号深度进行匹配，从而验证了模型的准确性。基于次表层探测雷达计算的“天问一号”着陆点地下物质的损耗角正切值，为我们提供了火星地下物质特性的重要信息。

通过这些研究，我们不仅能够更好地理解火星表层以下的地质结构，还能够为未来的火星探测任务提供宝贵的数据支持。祝融号火星车次表层探测雷达的应用，不仅展现了中国在深空探测技术方面的实力，也为全人类对火星的认知贡献了重要的力量。

随着祝融号火星车的不断探索，我们对火星的了解将会越来越深入。次表层探测雷达作为火星车的重要载荷之一，将继续在火星的神秘土壤下为我们揭示更多的秘密。让我们期待，随着科技的进步，人类对宇宙的认知将不断拓展，为未来的星际旅行和深空探测开启新的篇章。

参考文献：张领*, 方向恺, 韩硕. 祝融号火星车次表层探测雷达有效探测深度. 科学通报, 2024, 69(18): 2674–2681,

来源: 秒懂化学