火星烏托邦平原土壤模擬物研發成功

火壤模擬物是與火星土壤具有相似的礦物組分結構和物理力學性質的地球物質，是火壤樣品的地球復制品，火壤模擬物是火星探測任務開展地面驗證的關鍵材料。依托我國“天問一號”火星探測任務，基于“祝融號”火星車科學載荷和“海盜二號”著陸器原位探測數據，成功研制了火星烏托邦平原土壤模擬物（Utopia Planitia Regolith Simulant-1，簡稱UPRS-1）。

UPRS-1（圖1）是火星烏托邦平原第一例模擬火壤，同時滿足礦物組分與工程特性相似，將為未來“天問三號”火星采樣關鍵技術攻關與地面驗證提供支撐。

圖1火星烏托邦平原土壤模擬物（UPRS-1）

中國科學院地質與地球物理研究所李守定、李娟、林紅磊、徐長儀、岳宗玉、張召彬等跨學科研究團隊，根據多光譜相機（MS Cam）、短波紅外光譜儀（SWIR）、激光誘導擊穿光譜儀（LIBS）、可見光近紅外（VNIR）和X熒光光譜儀（XRFS）等科學載荷的原位探測數據約束，實現了火壤模擬物UPRS-1在主量化學元素、光譜性質、顆粒級配、密度、內聚力和內摩擦角等六個方面的相似，提出了化學成分、物理性質、光譜特征、孔隙結構、力學參數的5指標模擬火壤相似度評估方法。

研究成果發表于國際學術期刊Icarus（刁一鳴，林紅磊，李娟*，李守定*，徐長儀，張召彬，岳宗玉，鄭博，孫修闊，徐濤，陳薪碩，武艷芳，李曉，UPRS-1: A regolith simulant of Utopia Planitia, Mars，Icarus, 2025: 116692, DOI: 10.1016/j.icarus.2025.116692.）。

研究受國家重點研發計劃（2022YFF0504000，2022YFF0503100），國家自然科學基金項目（42230111，L2424213），中國科學院地質與地球物理研究所重點部署項目（IGGCAS-202102，IGGCAS-201904）和所實驗技術創新基金（TEC202302）聯合資助。

火星烏托邦平原土壤模擬物研發致力于科學與工程特性同時相似，是跨學科深度交叉融合的范例，在此對研究所 “天問一號” 火星研究團隊所提供的知識和數據支撐致以誠摯謝意。

編輯 | 陳永焱

校對 | 陳竟志