中国行星探测工程

**中國行星探測工程**（英語：**Planetary Exploration of China** ，縮寫：**PEC**），是中華人民共和國國家太空總署的太陽系行星探測工程，其系列任務被命名為**天問**，於 2016 年 1 月 11 日正式立項。

中國行星探測工程以火星作為首個目標，首次任務天問一號於 2020 年 7 月 23 日在海南文昌太空發射場由長征五號運載火箭成功發射。2021 年 2 月 10 日，天問一號順利實施近火煞車，成功進入環火軌道，成為中國第一顆人造火星衛星。北京時間 2021 年 5 月 15 日 7 時 18 分，天問一號著陸器攜帶祝融號火星車成功著陸於火星烏托邦平原南部預選著陸區，中國成為第二個完全成功著陸地外行星的國家。

未來，中國行星探測工程將實施近地小行星取樣返回和主帶彗星環繞探測、火星取樣返回以及木星系環繞探測和行星穿越探測任務，所有探測器將在 2030 年前陸續發射。

## 歷史

中國的首次行星探測嘗試始於 2011 年的螢火一號任務。螢火一號作為中國的首顆火星探測器，搭載於聯邦太空總署福布斯 - 土壤之上，於 2011 年 11 月 9 日從拜科努爾發射場發射，原設計壽命兩年，主要科學探測目標是對火星的空間磁場、電離層和粒子分布變化規律，以及火星大氣離子逃逸率進行探測。然而因為俄羅斯負責的部分出現故障導致失敗，探測器最終於 2012 年 1 月 15 日再入地球大氣層並墜毀於太平洋海域。儘管螢火一號任務失敗，但它為未來的中國自主火星探測培養了人才隊伍和奠定了基礎，中國自此開始走上獨立自主的火星探索之路，並將首次獨立火星任務本應分兩步、甚至三步走的「繞、落、巡」計劃，合併在一次實施。

2012 年 12 月 13 日，中國的嫦娥二號探測器在月球探測後的後續任務中，在距離地球 700 萬公里處以 3.2 公里的最近距離飛掠小行星 4179 並拍照記錄，成為中國首個行星際探測器。

2016 年 4 月 22 日，時任國家太空總署局長許達哲在首個中國航太日來臨前透露中國的火星探測任務已於當年 1 月 11 日獲批，將在 2020 年前後發射火星探測器，一步實現繞火星的探測和著陸巡視。同年 8 月 23 日，國家國防科工局探月與航太工程中心發布中國首個火星探測器和火星車外觀設計構型圖，並啟動中國火星探測工程名稱和圖形標識全球徵集活動，標誌著中國火星探測任務的全面公開。

2016 年 10 月至 2017 年 8 月期間，中國科學家利用中國深空站對在木星軌道運行的朱諾號探測器進行了多次跟蹤與測量，表明中國已擁有了遠至地 - 木距離的深空測控能力，為未來的行星探測計劃做好了準備。

2019 年 11 月 14 日，國家太空總署在位於河北省懷來縣的地外天體著陸綜合試驗場完成首次火星探測任務著陸器懸停避障試驗，並邀請了部分外國駐華使館及國際組織人員觀摩試驗並參觀相關試驗設施。

2020 年 4 月 24 日，國家太空總署在 2020 年中國航太日啟動儀式上宣布了行星探測工程的名稱與圖形標識，將中國行星探測任務命名為「天問」，將中國首次獨立火星探測任務同時也是中國行星探測工程的首次任務命名為「天問一號」。

首次任務天問一號於 2020 年 7 月 23 日在海南文昌太空發射場由長征五號運載火箭成功發射，探測器於 2021 年 2 月 10 日成功進入環火軌道。2021 年 5 月 15 日 7 時 18 分，天問一號著陸器攜帶祝融號火星車成功著陸於火星烏托邦平原南部預選著陸區。5 月 22 日 10 時 40 分，祝融號火星車安全駛離著陸平台，到達火星表面，開始巡視探測。6 月 11 日，國家太空總署公布了由祝融號火星車拍攝的首批高清科學影像圖並宣布中國首次火星探測任務，同時也是中國行星探測工程的首次任務取得圓滿成功。

2021 年 6 月 12 日，國家太空總署在新聞發布會上宣布中國行星探測工程將在 2030 年前實施近地小行星取樣返回和主帶彗星環繞探測、火星取樣返回以及木星系環繞探測和行星穿越探測任務。

## 任務公布與命名

「天問」一詞取材來自「楚辭」由屈原所創作的長詩「天問」，表達了中華民族對真理追求的堅韌與執著，體現了對自然和宇宙空間探索的文化傳承，寓意探求科學真理征途漫漫，追求科技創新永無止境。行星任務將會以此為命名方向（只是編號不同）。

中國行星探測工程圖形標識為「攬星九天」，八大行星的橢圓軌道構成 C 形，代表中國行星探測（China）、國際合作精神（Cooperation）、深空探測進入太空的能力（C3）。

## 相關設施

### 發射場

#### 中國文昌太空發射場

文昌太空發射場位於海南省文昌市龍樓鎮，於 2014 年 10 月中旬建成，是中國最先進的火箭發射設施。

該發射場目前是唯一可以發射中國運載能力最強的長征五號系列火箭的太空發射場，可以提供最高的深空探測運載能力。

中國行星探測工程的首個任務天問一號即為自文昌太空發射場發射。

### 支持設施

#### 指揮中心

北京航太飛行控制中心是中國深空探測工程飛行控制任務的指揮中心，在深空任務中擔任指揮決策中心、控制計算中心、數據處理中心、資訊交換中心和飛行器長期管理中心。

#### 中國深空測控網

中國深空測控網是支持深空探測任務實施的核心系統，負責參與中國行星探測任務的設施包括：

* 中國西安衛星測控中心 ：是中國組建最早、規模最大、功能最全的太空載具測控與管理中心，參與任務的深空測控站均由中國衛星發射測控系統部所屬中國西安衛星測控中心負責運行管理。
* 佳木斯深空測控站：位於黑龍江省佳木斯市，擁有一座 66 米直徑天線，於 2012 年建成。
* 喀什深空測控站：位於新疆喀什市，於 2020 年完全建成，擁有四座 35 米的深空天線組陣系統，達到等效 66 米口徑天線的數據接收能力，是中國首個深空天線組陣系統。
* 阿根廷深空站：位於阿根廷內烏肯省拉斯拉哈斯市，擁有一座 35 米直徑天線，於 2017 年落成並投入使用，是中國在海外的首個深空測控站。

#### 地外天體著陸綜合試驗場

位於河北省懷來縣，是亞洲最大的地外天體著陸綜合試驗場。

整個設施由六個 140 米高的塔架組成，通過上方的環形盤架連接成柱形的鋼體結構，形成的內圈直徑 120 米，空間足以滿足模擬火星降落過程所需要的空間，在中間，通過 36 根鋼纜固定核心部件隨動盤，隨動盤下面垂吊著火星探測器。

整套系統由隨動盤、鋼絲絞車牽引設備和部分電氣機械設備組成，可以在地球上模擬出類似火星的低重力環境，同時記錄試驗過程中著陸器的運動軌跡和相關數據。

## 任務計劃

### 火星探測

#### 天問一號

作為中國行星探測工程的首個任務，天問一號計劃一步實現繞火星的探測和著陸巡視。2020 年 7 月 23 日，天問一號在海南文昌太空發射場由長征五號運載火箭成功發射並順利進入地火轉移軌道。

2021 年 2 月 10 日，在經過了 202 天的飛行後，天問一號順利實施近火煞車，成功進入環火軌道，成為中國第一顆人造火星衛星。其攜帶的巡視器在 2021 年中國航太日啟動暨中國航太大會開幕儀式上被命名為「祝融號」。

北京時間 5 月 15 日 7 時 18 分，天問一號著陸器攜帶祝融號火星車成功著陸於火星烏托邦平原南部預選著陸區，中國成為第二個完全成功著陸火星的國家。

北京時間 5 月 22 日 10 時 40 分，祝融號火星車安全駛離著陸平台，到達火星表面，開始巡視探測。

2021 年 6 月 11 日，國家太空總署公布了由祝融號火星車拍攝的首批科學影像圖，標誌著中國首次火星探測任務取得圓滿成功。

#### 中國火星採樣返回任務

中國火星採樣返回任務將基於 2019 年的嫦娥五號月球採樣返回任務以及 2020 年 7 至 8 月的天問一號火星「繞、落、巡」探測器的成功與否推進研製。計劃由軌道器、巡視器、上升器、著陸器、返回艙五個部分組成。結構基於嫦娥五號月球採樣返回任務設計。計劃於 2028 年至 2030 年左右從海南文昌太空發射場發射，翌年抵達火星。軌道器 / 返回艙與巡視器 / 上升器 / 著陸器分離，軌道器 / 返回艙停留在火星近軌道，而巡視器 / 上升器 / 著陸器在火星表面進行推動力軟著陸。巡視器（火星車）在火星表面採集岩土樣本，存進上升器，上升器再從火星表面發射升空進入火星近軌道，經過變軌後與軌道器 / 返回艙交會對接，將樣本輸推進返回艙中，而後上升器脫離軌道器 / 返回艙。軌道器再次點火，攜帶返回艙進入火星 - 地球轉移軌道。年後接近地球時，軌道器掉頭逆向點火減速，並與返回艙分離，返回艙再入地球大氣層，張開降落傘，在中國境內（內蒙古）進行軟著陸，帶回火星岩土樣本。

### 近地小行星採樣返回及主帶彗星繞飛探測

中國將在 2025 年實施近地小行星 2016HO3 採樣返回任務，預計將在 2026 至 2027 年左右將樣本帶回地球，隨後將繼續飛往主帶彗星 311P，預計將於 2034 年抵達，並實行繞飛探測。

### 木星系探測

中國將在 2029 年左右實行木星系探測任務，計劃在實施一次金星飛掠和兩次地球飛掠後，將於 2035 年左右抵達木星，並對其進行環繞探測，最後在 2038 年左右進入環繞木衛四軌道。該任務包括一個子探測器，將在飛掠木星後繼續飛往天王星，預計於 2046 年左右抵達，並對天王星進行飛掠探測。。

## 任務列表

### 火星探測

### 小行星探測

### 木星探測

## 參見

* 中國載人太空飛行工程
* 中國探月工程
* 中國火星探測任務

## 參考文獻