火壤模擬物是與火星土壤具有相似的礦物組分結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)的地球物質(zhì)，是火壤樣品的地球復(fù)制品，火壤模擬物是火星探測任務(wù)開展地面驗證的關(guān)鍵材料。依托我國“天問一號”火星探測任務(wù)，基于“祝融號”火星車科學(xué)載荷和“海盜二號”著陸器原位探測數(shù)據(jù)，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(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)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(xué)院地質(zhì)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(xué)科研究團隊，根據(jù)多光譜相機（MS Cam）、短波紅外光譜儀（SWIR）、激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀（LIBS）、可見光近紅外（VNIR）和X熒光光譜儀（XRFS）等科學(xué)載荷的原位探測數(shù)據(jù)約束，實現(xiàn)了火壤模擬物UPRS-1在主量化學(xué)元素、光譜性質(zhì)、顆粒級配、密度、內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角等六個方面的相似，提出了化學(xué)成分、物理性質(zhì)、光譜特征、孔隙結(jié)構(gòu)、力學(xué)參數(shù)的5指標模擬火壤相似度評估方法。

研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)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(fā)計劃（2022YFF0504000，2022YFF0503100），國家自然科學(xué)基金項目（42230111，L2424213），中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所重點部署項目（IGGCAS-202102，IGGCAS-201904）和所實驗技術(shù)創(chuàng)新基金（TEC202302）聯(lián)合資助。

火星烏托邦平原土壤模擬物研發(fā)致力于科學(xué)與工程特性同時相似，是跨學(xué)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(shù)據(jù)支撐致以誠摯謝意。

編輯 | 陳永焱

校對 | 陳竟志