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探測方法
探測方法是獲得行星地質全球認識的有效手段,是利用地基觀測設備或通過向行星發射相關探測器獲取行星物質組成、構造特征、淺層結構等地質信息的方法。根據任務的實現形式,通常包括:地基觀測、環繞探測、著陸探測、巡視探測和載人探測。
地基觀測和環繞探測主要利用電磁波進行遠距離探測,包括熱紅外、遠/近紅外、紅外、可見光、紫外、極紫外、X?射線、γ?射線等,獲取行星表面的影像、高程和形貌構造以及元素組成、巖石分布、表面環境特征等數據資料。
著陸探測和巡視探測則是利用探測設備在行星表面實現著陸點或著陸區域探測的方法。相對于環繞探測,該方法能獲得高分辨率的精細地質資料和類似地球上野外地質工作所獲取的著陸點綜合信息。
著陸器/巡視器攜帶的科學載荷可以對著陸點的巖石礦物土壤及其所處的地質環境進行詳細的描述和關鍵數據的測量,包括利用放大鏡或微區成像技術,對土壤顆?;驇r石中不同礦物顆粒間關系開展細致觀察。利用先進的自動采樣和樣品處理技術,可以使探測器實現就位實驗。例如:“海盜號”獲取火星表面土壤,并開展了?3?種就位生物實驗,對生命進行探測;“鳳凰號”在火星北極,對獲取的土壤樣品進行淋濾,并測量了淋濾液的化學組成;“好奇號”火星車的樣品處理模塊可以鉆取巖石樣品,并將粉末過篩后放入不同的分析組件進行礦物組成、化學成分、同位素組成等復雜的分析操作。
然而,再精細的無人機器人和科學載荷也無法實現類似地球實驗室內,科研人員和綜合分析平臺可達到的深入程度。樣品返回在地球實驗室深入分析,是行星地質學實現突破的重要環節。例如,“阿波羅”帶回的月球樣品極大地促進了月球科學及行星科學的發展,也使月球成為行星科學中研究程度最為深入的天體和行星研究的基石。
此外,也可以通過開展載人探測任務,讓宇航員在地外天體上完成儀器安裝、地質勘查、樣品收集和封裝等探測任務,最終實現在地外天體表面長時間居留和對更遠目標的探測。