在我们遭遇骨折或者内部器官生病时，医生通常会建议做CT检查。CT的英文全称是Computed Tomography，即计算机断层扫描，这是一种医学影像技术，利用电磁波（X射线）以不同角度和方向对人体进行多次扫描，从而获得清晰、准确的横截面图像。
探地雷达（Ground Penetrating Radar，GPR）则如同一台对地的“CT扫描仪”，利用电磁波对地下结构进行无损和高效的检测，使我们能够窥视地下深处的奥秘。这项技术在地质勘探、建筑工程、考古学和地雷探测等领域都有广泛的应用。由于月球、火星等星体的浅层地壳通常为干燥或低温状态，有利于电磁波向地下深处穿透，因此探地雷达在月球与深空探测中也被广泛应用。
探地雷达具备多种探测模式，而在行星探测中常用的工作模式是将发射和接收天线安装在巡视器上，随着巡视器的移动实现对探测路径地下区域的扫描。在探地雷达的数据解译中，经常会提到一个名词——介电常数。在介绍介电常数之前，我们先讲一下电磁波在介质中的传播，其本质是传播的电磁能量与物质材料的相互作用。那么，我们应该如何理解这个“相互作用”过程呢？
电磁波与介质的相互作用由介电常数ε、电导率σ和磁导率μ等介质的属性参数决定，由我们所熟知的Maxwell方程组描述。Maxwell方程组给出了电场和磁场的相互关系，为定量分析行星探地雷达探测性能与反演地下物质介电参数提供了理论依据。简单来说，介电常数描述了介质存储和释放电磁能量的能力，它是以电荷和经典的电容形式来完成这一过程的；或者，也可以形容为介质在外加电场作用下的极化。
在月球壳形成之后，月球的演化主要经历了3个过程：大型撞击作用、月海火山活动和构造运动，因此，月球内部的结构和物质组成记录了星体形成和演化的重要信息。相较于其他科学载荷，如红外成像光谱仪等，探地雷达可以通过探测介质的物理性质差异直接对月下内部结构进行探测和成像，获得一副“CT扫描图”，具有无损、高效且直观的优势。
由于雷达信号在地下的传播过程中被衰减，它所能探测的范围有限，我们称之为雷达的探测深度；而在这个深度中，电磁波能够分辨出的两个目标的最小差异，是雷达的分辨率。这两个指标是衡量探地雷达性能的重要参数。目前，国内外共有6台穿透雷达对月球内部进行过探测，此外，我国于2024年5月3号发射的嫦娥六号任务也携带了1台探地雷达即将对月球背面的着陆区进行探测。
在中国深空探测的科学研究中，探地雷达取得了前所未有的重大科学突破。嫦娥四号玉兔二号月球车搭载的测月雷达（Lunar Penetrating Radar，LPR）第一次揭示了月球背面地下分层结构的神秘面纱。双通道雷达大显身手，获得长距离的、不同深度的地下结构和物质属性信息，揭示了月面地下掩埋的石块分布，多次的撞击运动以及多次火山活动的痕迹。
总结一下，探地雷达通过“给月球‘做CT’”，可以为我们提供有关地下信息（如定位周边撞击坑产生的溅射层、指示多次熔岩流事件的分界面和建立地质事件的发生时序等）的最有效、最直接的证据，这些信息对于评估月球的地质演化历史和形成机制至关重要。