火星乌托邦平原土壤模拟物研发成功

 火壤模拟物是与火星土壤具有相似的矿物组分结构和物理力学性质的地球物质，是火壤样品的地球复制品，火壤模拟物是火星探测任务开展地面验证的关键材料。依托我国“天问一号”火星探测任务，基于“祝融号”火星车科学载荷和“海盗二号”着陆器原位探测数据，成功研制了火星乌托邦平原土壤模拟物（Utopia Planitia Regolith Simulant-1，简称UPRS-1）。

  UPRS-1（图1）是火星乌托邦平原第一例模拟火壤，同时满足矿物组分与工程特性相似，将为未来“天问三号”火星采样关键技术攻关与地面验证提供支撑。

图1火星乌托邦平原土壤模拟物（UPRS-1）

  中国科学院地质与地球物理研究所李守定、李娟、林红磊、徐长仪、岳宗玉、张召彬等跨学科研究团队，根据多光谱相机（MS Cam）、短波红外光谱仪（SWIR）、激光诱导击穿光谱仪（LIBS）、可见光近红外（VNIR）和X荧光光谱仪（XRFS）等科学载荷的原位探测数据约束，实现了火壤模拟物UPRS-1在主量化学元素、光谱性质、颗粒级配、密度、内聚力和内摩擦角等六个方面的相似，提出了化学成分、物理性质、光谱特征、孔隙结构、力学参数的5指标模拟火壤相似度评估方法。

研究成果发表于国际学术期刊 Icarus（刁一鸣，林红磊，李娟*，李守定*，徐长仪，张召彬，岳宗玉，郑博，孙修阔，徐涛，陈薪硕，武艳芳，李晓，UPRS-1: A regolith simulant of Utopia Planitia, Mars，Icarus, 2025: 116692, DOI: 10.1016/j.icarus.2025.116692.）。

研究受国家重点研发计划（2022YFF0504000，2022YFF0503100），国家自然科学基金项目（42230111，L2424213），中国科学院地质与地球物理研究所重点部署项目（IGGCAS-202102，IGGCAS-201904）和所实验技术创新基金（TEC202302）联合资助。

  火星乌托邦平原土壤模拟物研发致力于科学与工程特性同时相似，是跨学科深度交叉融合的范例，在此对研究所 “天问一号” 火星研究团队所提供的知识和数据支撑致以诚挚谢意。

编辑 | 陈永焱

校对 | 陈竟志