表層穿透雷達在月球和深空探測中的應用*

王瑞剛，蘇 彥，洪天晟，戴 舜，劉晨迪

(1.中國科學院國家天文臺，北京 100101；2.中國科學院月球與深空探測重點實驗室，北京 100101；3.中國科學院大學，北京 100049)

深空探測是指脫離地球引力場，進入太陽系空間和宇宙空間的探測活動[1]。從1958年美國先鋒(Pioneer)計劃首次發射月球探測器開始，人類的月球和深空探測活動經歷了兩個高峰[1]。1958年到1976年是第1個探測高峰，對月球、火星、金星、水星等開展了一系列探測任務。其中具有標志性的任務是完成了載人登陸月球及采樣返回[1]。1994年美國克萊門汀號(Clementine)探測發現，在月球上可能存在水冰[2]，拉開了第2個探測高峰的序幕，更多的國家制定并實施了探測計劃，完成了對月球、火星的進一步探測，實現了月球背面軟著陸以及雷達就位探測。2020年，歐洲航天局、美國及中國都將發射火星探測器，實現火星軟著陸及表面巡視探測。深空探測雷達已經有很長一段歷史，雷達探測實時性強，可以對深空目標進行全天候探測。表層穿透雷達的探測方式主要包括地基雷達、環繞器雷達以及巡視器雷達。

地基雷達是最早的探測方式，利用地基雷達進行月球和深空探測最早開始于1946年對月球的探測，其后又不斷開展了對金星、水星、火星及小行星的探測。阿雷西博(Arecibo)望遠鏡在70 cm波段獲得了月球的后向散射數據，在此基礎上什庫拉托夫(Shkuratov)和邦達連科(Bondarenko)計算得到第1幅正面的月壤厚度分布圖[3]。1988年至1990年間，文[4-5]利用阿雷西博和金石(Goldstone)雷達對火星進行了長期觀測，研究了雷達回波與雷達頻率的關系?！?br>