[特邀报告]太赫兹雷达在行星生命物质探测领域的应用探讨

太赫兹雷达在行星生命物质探测领域的应用探讨
编号：935 稿件编号：2329 访问权限：私有 更新：2023-04-10 22:17:10 浏览：300次 特邀报告

报告开始：2023年05月06日 17:20 （Asia/Shanghai）

报告时间：15min

所在会议：[10] 10、行星科学 » [10-1] 10-1 行星科学

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摘要
行星生命痕迹探寻和宜居性是深空探测的首要科学主题。水和有机物作为宜居性的关键要素，既是生命起源和维系的前提条件，也是未来人类建设深空基地所必需的资源。行星水和有机物勘测与生命痕迹探寻、行星宜居性研究都密切相关，也是世界主要航天大国深空探测任务的重点关注目标。目前的地外行星生命物质勘测技术手段主要包括探地雷达技术、光谱探测技术和中子探测技术等。探地雷达的原理是通过测量电磁波的圆极化比来获取行星土壤厚度、地下结构和水冰厚度等信息。光谱探测技术通过测量光谱信号中是否存在与水冰相关的特征吸收峰来判断水冰的存在。中子探测技术利用中子具有穿透能力强、对低序数核素反应截面大、适合对大块物质开展元素含量测量的特点，来进行不同元素的探测与识别。
另外，近年来不断发展的太赫兹技术也是生命物质探测的新兴手段。太赫兹波段位于红外和微波之间，其频率定义为0.1-10 THz。许多生物分子在太赫兹具有特征指纹谱，使得太赫兹技术成为探测这类物质的有效手段。相比于其它技术，国际上太赫兹技术起步较晚，将太赫兹技术用于行星生命物质探测领域国内外均处于起步阶段。
对于行星水和有机物探测而言，太赫兹雷达技术具有以下四方面的优点：一是太赫兹辐射对水特别敏感，且水在太赫兹波段有独特的特征吸收谱；二是许多生物大分子在太赫兹波段具有明显的吸收峰，可用太赫兹光谱识别技术勘测这类物质的存在；三是太赫兹波可以实现很好的方向性和定位准确度，可以利用太赫兹准光学系统将太赫兹波定向照射至目标区域，实现对目标区域的定点勘测；四是太赫兹波具有较好的穿透能力，对于干燥土壤，太赫兹辐射的穿透深度可达到厘米量级。因此太赫兹波对行星土壤中水分和有机物或者干燥土壤覆盖层下方的水和有机物的探测具有突出的优势。未来，太赫兹技术有望将成为行星生命物质探测的重要首要手段之一。
本报告结合太赫兹技术的特点，分析太赫兹技术在行星生命物质探测领域的优势，讨论太赫兹雷达探测技术在行星生命物质探测领域的可能应用前景。
关键字
行星探测、生命物质、太赫兹雷达
报告人
冯辉
中国科学技术大学

稿件作者
冯辉 中国科学技术大学
武帅 中国科学技术大学
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