《地球与行星物理论评》2021年第4期《行星环境探测技术与研究进
李鸣远, 王永辉, 尹翰林, 乐新安, 丁锋, 曾令旗, 赵必强, 魏勇, 宁百齐
摘要：进入21世纪以来，深空探测成为一项重要国家战略，5次月球探测工程任务和首次火星探测工程任务均取得了成功. 小行星采样返回、火星采样返回、木星探测、太阳系边际穿越、月球科研站等新的战略规划昭示了中华民族伟大复兴的雄心. 毫无疑问，我国已成为一个快速崛起的深空探测大国. 在此背景下，行星科学学科建设的滞后成为制约我国深空探测事业发展的一个显著瓶颈. 行星科学具有鲜明的基础研究属性，又与深空探测相辅相成. 因此，行星科学一级学科的建设方向应该是以国家战略需求为导向的基础研究，建设目标应当是“中国特色、中国风格、中国气派”的学科.
摘要：2020年5月20日，万卫星院士永远离开了我们. 先生是学术造诣深厚的空间科学与行星物理学家，是个人魅力非凡的学术带头人，是我国行星物理学的开拓者和奠基人. 本文简要回顾了先生一生的学术轨迹，借此深切怀念先生！
摘要：行星科学是当今科学前沿领域，是我国科技战略的重要组成部分，是国家自然科学发展水平和综合国力的集中体现. 行星科学是研究太阳系内与系外行星、卫星、彗星等天体和行星系的基本特征，以及它们形成和演化过程的科学，以深空探测为主要研究手段，由地球科学、空间科学、天文学等学科交叉产生. 行星空间环境是行星多圈层耦合系统的重要部分，是行星与星际空间进行物质和能量交换的关键区域，对行星环境演化具有重要影响. 行星空间分布着不同成分的中性大气，不同密度和能量的空间等离子体，具有不同强度和位形的磁场，在太阳风变化或行星内部驱动力的驱动下发生不同时间/空间尺度的物质输运、能量沉积/耗散等过程. 从全局角度理解行星空间的物质和能量输运是研究行星物质逃逸和环境演化的关键. 光学遥感手段可以弥补传统就位探测方法无法捕捉全貌、无法区分时空变化的不足，特别是地基光学遥感，成本低、可维护、可长期观测、可快速响应等，能产出重要的研究成果. 本文介绍光学遥感的原理，光学遥感的行星科学应用. 在此基础上，介绍中国科学院地质与地球物理研究所建立的中国首个地基行星遥感中心——冷湖行星地质观测中心，并对未来发展进行展望.
林红磊, 丁春雨, 许学森, 张金海, 魏勇, 林杨挺
摘要：本文对月球就位光谱和雷达探测的科学研究进展进行综述，着重介绍了嫦娥三号和嫦娥四号探测器在月表巡视探测过程中获取的重要成果. 光谱探测包括月表物质组成、光度特性、太空风化信息和热辐射特征等方面. 雷达探测包括月表浅层结构探测、月表之下空洞/熔岩管道的探测和月壤介电特性参数反演. 最后对月球就位光谱和雷达探测的发展趋势进行了展望和探讨.
摘要：月球内部的圈层结构对于理解月球的形成和演化至关重要，因为它与岩浆洋冷凝、密度分异和物质对流等过程密切关联. 阿波罗任务在月球正面中低纬度建立了第一个月震观测台网，为我们提供了研究月球内部结构以及月震的宝贵实测资料. 然而，阿波罗时代的月震仪在灵敏度等方面存在较大限制，导致原始信噪比低，严重影响了月球内部圈层结构的探测能力，迄今尚未观测到切实可靠的深部反射震相，导致在月壳厚度、月核大小及深部物性状态等方面均存在很大的学术争论. 本文回顾了阿波罗月震探测的仪器、数据及应用情况，特别关注月球内部圈层结构、月震波散射和衰减等方面的研究进展；最后，展望了未来月震研究的发展方向，并介绍了我国首台月震仪研制的基本构想.
摘要：火星上的气候跟地球有着重要的相似之处，两者的比较研究对于我们更好地了解地球大气历史和未来的演化具有重要意义. 火星地表和大气中的沙尘及沙循环是火星气候系统中极为重要的一环，而沙尘暴是火星沙循环中最重要的动力学过程. 基于已有的火星沙尘暴和大气波动的研究结果，我们对火星沙尘暴的发生时间和空间尺度以及季节演化进行了归纳；并对火星大气潮汐和行星波的研究进行了总结，分析其对沙尘暴的响应特征，以及大气波动的动力学效应对沙尘暴传播和沙尘空间分布的调制作用；最后，结合其耦合作用对两者未来的发展进行了展望.
摘要：作为太阳系中与地球最为相似的行星，火星因其表面丰富的古代水活动历史和可能保存的古生命迹象，从而成为太阳系深空探测的主要目标之一. 火星和地球的早期演化过程相似，但目前尚未在火星上发现生命迹象. 火星的地质特征和宜居环境演化历史等问题存在大量假说亟待检验和甄别. 本文总结了火星各个地质年代的基本特征，介绍了火星上不同的地质特征和对气候条件的响应，梳理了火星上的水活动历史所记录的火星宜居环境的变迁，也总结了火星表面水成矿物的分布、含量和形成环境，以及水成地貌特征和环境演化历史，并讨论了早期火星气候存在的争议问题. 最后，对火星未来的探测方向给出了展望.
摘要：目前世界多国掀起了第二次深空探测热潮. 火星是人类重点关注甚至有移民愿望的行星. 美国2018年发射了“洞察”号前往火星探测其内部结构，其科学目标是理解火星形成和演化过程. 洞察号搭载了三套科学设备，其中火星地震仪是最为成功的，并取得了若干的研究进展. 本文首先阐述火星地震学与内部结构研究进展，包括火星地震事件的识别过程、火星内部结构认识等. 然后介绍美国Insight计划实施过程中地震学相关的科学家团队、科学装备以及科学软件平台建设及相应的组织形式，并讨论其对我国开展火星内部结构探测的启示及发展建议.
李鸣远, 王永辉, 尹翰林, 乐新安, 丁锋, 曾令旗, 赵必强, 魏勇, 宁百齐
摘要：当使用地基雷达并应用距离多普勒算法对月球正面进行成像时，不可避免会遇到“南北模糊”问题. 这是由于距离多普勒成像算法对旋转的天体进行成像时，位于视赤道共轭的两点的回波在距离多普勒图像中是重叠在一起无法分辨的. 针对该问题并基于三亚非相干散射雷达我们提出了一种解决方案，即月球正面南北半球拼接成像技术. 该技术通过将波束指向调整到特定位置，对月球正面南北半球分开照射的方法进行两次独立的实验，最后将正面南北半球图像拼接的方法得到完整的月球成像图. 实验结果证明该技术可以得到较为理想的图像，但仍然存在一些不足需要改进.
