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劃之一環，於2016年1月11日正式立項啟動。
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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、着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[1]。北京時間5月15日7時18分，天問一號着陸器攜帶祝融號火星車成功着陸於火星烏托邦平原南部預選着陸區，中國成為第二個完全成功着陸火星的國家[2]。
前期準備
中國火星探測計劃原計劃分三個階段[3]：
- 階段1：火星環繞探測，並開展軟着陸技術驗證。
- 階段2：火星軟着陸，開展火星就位探測。
- 階段3：火星採樣返回。
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、俄羅斯聯邦太空局等國合作的探測火星計劃，以此計劃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，宣佈推遲到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，俄方宣佈福布斯-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。
"螢火一號"發射前，中國就決定「下一次探測火星將是完全自主的、開放國際參與的火星探測」，即使用中國國產的長征系列運載火箭實施發射，同時建設自己的深空測控網[3]。2011年「螢火一號」發射失敗後，這一決定得到確認[4]。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，而當時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[5]。
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着陸巡視」，「將研究火星的土壤環境、大氣、以及水等話題[6]。」
2016年8月23日，工程名稱和圖形標識全球徵集活動啟動[7]。
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[8]。
2019年11月14日，國家航天局在河北懷來的地外天體着陸綜合試驗場（40°17′05.1″N 115°46′53.5″E），完成火星探測任務着陸器懸停避障試驗，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[9][10]。
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天飛行控制中心進行，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、軟硬件系統進行了全面測試[11]。
2020年4月24日，國家航天局在2020年中國航天日啟動儀式上宣佈，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」[12]。
任務
- 階段1：「繞、落、巡」 火星軌道器環繞探測、火星軟着陸、火星車巡視器三合一任務。發射火星着陸器並攜帶火星車祝融號，在火星上軟着陸。（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
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、着陸器和巡視器（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年中國航天日啟動暨中國航天大會開幕儀式上被命名為「祝融號」[13]。
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[1]。
北京時間2021年5月15日7時18分，天問一號着陸器攜帶祝融號火星車成功着陸於火星烏托邦平原南部預選着陸區，中國成為第二個完全成功着陸火星的國家。韓正在北京航天飛行控制中心觀看天問一號探測器着陸情況，劉鶴在現場宣讀了習近平的賀電[2]。
北京時間5月22日10時40分，祝融號火星車安全駛離着陸平台，到達火星表面，開始巡視探測。[14]
2021年6月11日，國家航天局公佈了由祝融號火星車拍攝的首批科學影像圖，標誌着中國首次火星探測任務取得圓滿成功。[15]
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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[16]）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、着陸器、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/着陸器分離，軌道器/返回艙停留在火星近軌道，而巡視器/上升器/着陸器在火星表面進行推動力軟着陸。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）進行軟着陸，帶回火星岩土樣本。
未來計劃
在2021年全球航天探索大會上，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[17]，當前第一步是機械人火星探測，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，目的是載人火星着陸和基地建設；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
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