中国火星探测工程

**中國火星探測任務**是中華人民共和國國家航天局的火星探測計劃，為中國行星探測工程（PEC）的一部分，其任務探測器系列是屬於稱為**天問系列**的行星探測計畫之一環，於 2016 年 1 月 11 日正式立項啟動。

該計劃前身為 2011 年國家航天局與歐洲、俄羅斯合作發射的首顆火星環繞探測器螢火一號。螢火一號遭遇失敗後，中國火星探測改為選用自主研製的運載火箭完成，並改為盡可能完成「繞、落、巡、回」其中幾步的複雜任務。

2020 年 7 月 23 日，該計劃的首個任務天問一號正式開始，包括了軌道器、著陸器與巡視器的天問一號以長征五號火箭從海南文昌太空發射場發射，準備一次性完成繞火、落火、巡火三階段任務。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 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。

## 前期準備

### 螢火系列計劃

螢火一號原計劃是為了參與中國國家航天局、歐洲太空總署、俄羅斯聯邦太空總署等國合作的探測火星計畫，以此計畫為藍本中方可附帶一顆小型衛星，共發射兩顆探測器衛星，等於是中方及俄方各一顆，於是加速開發出迷你探測機螢火一號，原預計於 2009 年順便搭載俄羅斯的聯盟號運載火箭發射，2012 年 10 月注入火星軌道，進行環繞火星的探測任務。但 2009 年 6 月成品抵達俄羅斯後，因俄方延遲，宣布推遲到 2011 年發射。2011 年 11 月 8 日協調世界時 20:16（北京時間 9 日凌晨 04:16），螢火一號和俄羅斯的「福布斯 - 土壤」衛星一起搭載天頂 - 2SB 運載火箭，從哈薩克境內的拜科努爾太空中心，成功發射。可是 7 小時後，俄方宣布福布斯 - 土壤衛星未能按計劃實施變軌。2012 年 1 月 15 日 17 時 45 分，返回地球大氣層，在太平洋上空燒毀。中方首次火星探測計劃失敗。

螢火系列計劃原計劃分四個階段：

* 階段 1：「繞」 火星軌道器環繞探測任務。（2011 年 11 月 8 日螢火一號由俄羅斯發射失敗，未能送入地火轉移軌道）
* 階段 2：「落」 火星軟著陸任務。軌道器將探測火星環境，所得的數據用作著陸平台軟著陸之用。
* 階段 3：「巡」 火星車巡視器任務。發射火星著陸器並攜帶一輛火星車，在火星上軟著陸。
* 階段 4：「回」 火星樣本採樣返回任務。進行火星軟著陸，使用巡視器採取火星表面土壤樣本，放入上升器送入火星低軌道，與返回器對接，返回地球，再入地球大氣層，並進行軟著陸。

2011 年螢火一號發射失敗後，任務有所改變，選擇使用中國國產的長征系列運載火箭系統來發射深空探測器任務，而不再藉助他國運載器。中國嫦娥一號衛星系統總指揮兼總設計師、中國科學院院士葉培建建議中國的火星探測能同時創新地實現火星繞、落探測，而目前世界上還沒有國家在一次火星探測任務里同時完成這兩項任務。

### 天問計劃籌備

2016 年 4 月 22 日，國家航天局局長許達哲表示，「我國的火星探測計劃今年 1 月 11 日已經正式立項，計劃於 2020 年左右發射一顆火星探測衛星，一步實現繞火探測和著陸巡視」，「將研究火星的土壤環境、大氣、以及水等話題。」

2016 年 8 月 23 日，工程名稱和圖形標識全球徵集活動啟動。

2016 年 10 月 10 日，中華人民共和國重大科技工程首次啟用形象大使，中國三大男高音（魏松、戴玉強、莫華倫）、袁莎、郎平、姚明、譚盾、郎朗、TFBOYS（王源、王俊凱、易烊千璽）、《三體》作者劉慈欣等 12 位名人獲選聘，以增進廣大群眾對中國實施火星探測工程重大意義的深刻理解，鼓勵青少年對科學知識的強烈追求。

2019 年 11 月 14 日，國家航天局在河北懷來的地外天體著陸綜合試驗場（40°17′05.1″N 115°46′53.5″E），完成火星探測任務著陸器懸停避障試驗，還邀請外國駐華使館、國際組織、中外媒約 70 位代表在現場觀摩。

2020 年 3 月 10 日，中華人民共和國火星探測任務首次無線聯試在北京航太飛行控制中心進行，就探測器與地面系統的接口匹配性和一致性，對各類方案、技術狀態、軟硬體系統進行了全面測試。

2020 年 4 月 24 日，國家航天局在 2020 年中國航太日啟動儀式上宣布，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命名為「天問一號」。

## 任務

* 階段 1：「繞、落、巡」 火星軌道器環繞探測、火星軟著陸、火星車巡視器三合一任務。發射火星著陸器並攜帶火星車祝融號，在火星上軟著陸。（2020 年 7 月 23 日發射天問一號）
* 階段 2：「回」 火星樣本採樣返回任務。（預定 2030 年左右發射天問二號）

## 計劃詳情

### 天問一號

原計劃在螢火一號由俄羅斯天頂 - 2SB 運載火箭發射成功後，於 2013 年擇機正式使用長征系列運載火箭自主發射火星探測器。由於螢火一號的發射失敗，一些工作未能驗證，進程受挫，使螢火二號（後改為天問一號）的研製工作繼續拉長。中國於 2020 年 7 月 23 日從海南文昌太空發射場由長征五號大型運載火箭發射火星探測器天問一號，此次自主發射噸位大，可以搭載大型探測器，包含軌道器、著陸器和巡視器（即火星車）三個部分，將一次完成「繞」、「落」、「巡」三個步驟。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」。

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火星的國家。韓正在北京航太飛行控制中心觀看天問一號探測器著陸情況，劉鶴在現場宣讀了習近平的賀電。

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，國家航天局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。

### 火星採樣

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（實際完成於 2020 年底）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。

## 未來計畫

在 2021 年全球航太探索大會上，中國運載火箭技術研究院院長王小軍表示中國計劃在 2033 年、2035 年、2037 年、2041 年、2043 年展開載人火星探測任務，當前第一步是機器人火星探測，包括採樣、基地選址和原位資源利用等。第二步是初級載人探測，目的是載人火星著陸和基地建設；最後一步是航班化探測，並建立地球 - 火星經濟圈。

## 任務列表

## 參考文獻

## 參見

* 火星
* 火星探測
* 中國載人太空飛行工程
* 中國探月工程
* 中國深空測控網