中国火星探测任务
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中国火星探测任务是中华人民共和国国家航天局的火星探测计划，为中国行星探测工程（PEC）的一部分，其任务探测器系列是属于称为天问系列的行星探测计划之一环，于2016年1月11日正式立项启动。
 中国行星探测工程（火星探测任务）标识 | |
| 国家 |  中国 |
|---|---|
| 组织 | 国家航天局 |
| 目标 | 机器人航天器行星着陆 |
| 状态 | 进行中 |
| 航天计划信息 | |
| 持续时间 | 2016年1月11日至今 |
| 首次航天飞行 | 天问一号（2020年7月23日） |
| 发射地点 | 中国文昌航天发射场 |
| 航天器信息 | |
| 航天器类型 | 绕火卫星、着陆器、火星车与自动采样返回舱 |
| 运载火箭 | 长征系列运载火箭 |
该计划前身为2011年国家航天局与欧洲、俄罗斯合作发射的首颗火星环绕探测器萤火一号。萤火一号遭遇失败后，中国火星探测改为选用自主研制的运载火箭完成，并改为尽可能完成“绕、落、巡、回”其中几步的复杂任务。
2020年7月23日，该计划的首个任务天问一号正式开始，包括了轨道器、着陆器与巡视器的天问一号以长征五号火箭从海南文昌航天发射场发射，准备一次性完成绕火、落火、巡火三阶段任务。2021年2月10日，天问一号顺利实施近火制动，成功进入环火轨道，成为中国第一颗人造火星卫星[1]。北京时间5月15日7时18分，天问一号着陆器携带祝融号火星车成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，中国成为第二个完全成功着陆火星的国家[2]。
前期准备
萤火系列计划
中国火星探测计划原计划分三个阶段[3]：
- 阶段1：火星环绕探测，并开展软着陆技术验证。
- 阶段2：火星软着陆，开展火星就位探测。
- 阶段3：火星采样返回。
萤火一号原计划是为了参与中国国家航天局、欧洲空间局、俄罗斯联邦航天局等国合作的探测火星计划，以此计划为蓝本中方可附带一颗小型卫星，共发射两颗探测器卫星，等于是中方及俄方各一颗，于是加速开发出迷你探测机萤火一号，原预计于2009年顺便搭载俄罗斯的联盟号运载火箭发射，2012年10月注入火星轨道，进行环绕火星的探测任务。但2009年6月成品抵达俄罗斯后，因俄方延迟，宣布推迟到2011年发射。2011年11月8日协调世界时20:16（北京时间9日凌晨04:16），萤火一号和俄罗斯的“福布斯-土壤”卫星一起搭载天顶-2SB运载火箭，从哈萨克斯坦境内的拜科努尔航天中心，成功发射。可是7小时后，俄方宣布福布斯-土壤卫星未能按计划实施变轨。2012年1月15日17时45分，返回地球大气层，在太平洋上空烧毁。中方首次火星探测计划失败。
"萤火一号"发射前，中国就决定“下一次探测火星将是完全自主的、开放国际参与的火星探测”，即使用中国国产的长征系列运载火箭实施发射，同时建设自己的深空测控网[3]。2011年“萤火一号”发射失败后，这一决定得到确认[4]。中国嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师、中国科学院院士叶培建建议中国的火星探测能同时创新地实现火星绕、落探测，而当时世界上还没有国家在一次火星探测任务里同时完成这两项任务[5]。
天问计划筹备
2016年4月22日，国家航天局局长许达哲表示，“我国的火星探测计划今年1月11日已经正式立项，计划于2020年左右发射一颗火星探测卫星，一步实现绕火探测和着陆巡视”，“将研究火星的土壤环境、大气、以及水等话题[6]。”
2016年8月23日，工程名称和图形标识全球征集活动启动[7]。
2016年10月10日，中华人民共和国重大科技工程首次启用形象大使，中国三大男高音（魏松、戴玉强、莫华伦）、袁莎、郎平、姚明、谭盾、郎朗、TFBOYS（王源、王俊凯、易烊千玺）、《三体》作者刘慈欣等12位名人获选聘，以增进广大群众对中国实施火星探测工程重大意义的深刻理解，鼓励青少年对科学知识的强烈追求[8]。
2019年11月14日，国家航天局在河北怀来的地外天体着陆综合试验场（40°17′05.1″N 115°46′53.5″E / 40.284750°N 115.781528°E），完成火星探测任务着陆器悬停避障试验，还邀请外国驻华使馆、国际组织、中外媒约70位代表在现场观摩[9][10]。
2020年3月10日，中华人民共和国火星探测任务首次无线联试在北京航天飞行控制中心进行，就探测器与地面系统的接口匹配性和一致性，对各类方案、技术状态、软硬件系统进行了全面测试[11]。
2020年4月24日，国家航天局在2020年中国航天日启动仪式上宣布，将中国行星探测任务命名为“天问”，将中国首次独立火星探测任务命名为“天问一号”[12]。
任务
- 阶段1：“绕、落、巡” 火星轨道器环绕探测、火星软着陆、火星车巡视器三合一任务。发射火星着陆器并携带火星车祝融号，在火星上软着陆。（2020年7月23日发射天问一号）
- 阶段2：“回” 火星样本采样返回任务。（预定2030年左右发射天问二号）
计划详情
天问一号
原计划在萤火一号由俄罗斯天顶-2SB运载火箭发射成功后，于2013年择机正式使用长征系列运载火箭自主发射火星探测器。由于萤火一号的发射失败，一些工作未能验证，进程受挫，使萤火二号（后改为天问一号）的研制工作继续拉长。中国于2020年7月23日从海南文昌航天发射场由长征五号大型运载火箭发射火星探测器天问一号，此次自主发射吨位大，可以搭载大型探测器，包含轨道器、着陆器和巡视器（即火星车）三个部分，将一次完成“绕”、“落”、“巡”三个步骤。其携带的巡视器在2021年中国航天日启动暨中国航天大会开幕仪式上被命名为“祝融号”[13]。
2021年2月10日，天问一号顺利实施近火制动，成功进入环火轨道，成为中国第一颗人造火星卫星[1]。
北京时间2021年5月15日7时18分，天问一号着陆器携带祝融号火星车成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，中国成为第二个完全成功着陆火星的国家。韩正在北京航天飞行控制中心观看天问一号探测器着陆情况，刘鹤在现场宣读了习近平的贺电[2]。
北京时间5月22日10时40分，祝融号火星车安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。[14]
2021年6月11日，国家航天局公布了由祝融号火星车拍摄的首批科学影像图，标志着中国首次火星探测任务取得圆满成功。[15]
火星采样
中国火星采样返回任务将基于2019年的嫦娥五号月球采样返回任务（实际完成于2020年底[16]）以及2020年7至8月的天问一号火星“绕、落、巡”探测器的成功与否推进研制。计划由轨道器、巡视器、上升器、着陆器、返回舱五个部分组成。结构基于嫦娥五号月球采样返回任务设计。计划于2028年至2030年左右从海南文昌航天发射场发射，翌年抵达火星。轨道器/返回舱与巡视器/上升器/着陆器分离，轨道器/返回舱停留在火星近轨道，而巡视器/上升器/着陆器在火星表面进行推动力软着陆。巡视器（火星车）在火星表面采集岩土样本，存进上升器，上升器再从火星表面发射升空进入火星近轨道，经过变轨后与轨道器/返回舱交会对接，将样本输推进返回舱中，而后上升器脱离轨道器/返回舱。轨道器再次点火，携带返回舱进入火星-地球转移轨道。年后接近地球时，轨道器掉头逆向点火减速，并与返回舱分离，返回舱再入地球大气层，张开降落伞，在中国境内（内蒙古）进行软着陆，带回火星岩土样本。
未来计划
在2021年全球航天探索大会上，中国运载火箭技术研究院院长王小军表示中国计划在2033年、2035年、2037年、2041年、2043年展开载人火星探测任务[17]，当前第一步是机器人火星探测，包括采样、基地选址和原位资源利用等。第二步是初级载人探测，目的是载人火星着陆和基地建设；最后一步是航班化探测，并建立地球-火星经济圈。
任务列表
| 任务名称 | 发射时间 （北京时间） |
发射地点 | 运载火箭 | 探测器名称 | 入轨时间 （北京时间） |
着火时间 （北京时间） |
着火地点 | 工作时长 | 状态 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 天问一号 | 2020年7月23日 12时41分15秒 |
文昌航天发射场 | 长征五号 | 天问一号轨道器 | 2021年2月10日[1] | — | — | 1385天 | 仍在运作 | |
| 天问一号着陆器 | 2021年5月15日 7时18分[2] |
乌托邦平原 25°06′N 109°54′E / 25.1°N 109.9°E |
3小时 | 成功 | 着陆器不搭载科学仪器，已于着陆结束后按计划停止运作。 [来源请求] | |||||
| 祝融号火星车 | 1292天 | 仍在运作 | 于北京时间5月22日10时40分驶离着陆平台到达火星表面[14] |
参考文献
- ^ 1.0 1.1 1.2 胡喆、蒋芳. 权威快报丨天问一号进入火星轨道. 新华网. 2021-02-10 [2021-05-21]. （原始内容存档于2021-02-10）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 我国首次火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星 习近平代表党中央、国务院和中央军委致电祝贺 韩正在北京观看着陆情况. 新华网. 2020-05-15 [2021-05-21]. （原始内容存档于2021-05-21）.
- ^ 3.0 3.1 航天局：我国"萤火一号"火星探测器将于11月发射. 中国政府网. 2011-10-21 [2023-11-07]. （原始内容存档于2023-11-07）.
- ^ 深空网. 中国在研“萤火二号”并非空穴来风. 2012-08-14. （原始内容存档于2015-01-23） （中文（中国大陆））.
- ^ 人民网北京. 中国火星探测任务公开 模拟景象堪比科幻大片. 凤凰网资讯. 北京. [2020-04-24]. （原始内容存档于2019-10-03） （中文（中国大陆））.
- ^ 赵竹青. 中国火星探测已立项 计划2020年发射探测器. 搜狐网新闻. 北京. [2020-04-24]. （原始内容存档于2020-12-05） （中文（中国大陆））.
- ^ 中国火星探测工程名称和图形标识 全球征集活动参与手册. 腾讯新闻. 2016年8月23日 [2016年8月24日]. （原始内容存档于2016年8月24日）.（简体中文）
- ^ 陸2020年探測火星 姚明、郎平等人任火星大使. 旺报. 2016年10月10日 [2019年12月28日]. （原始内容存档于2019年5月26日）.（繁体中文）
- ^ 「航太強權」中國夢》中國成功完成火星探測器著陸試驗，2020火星任務剩最後一哩路. 风传媒. 2019-11-15 [2019-12-28]. （原始内容存档于2019-11-16）.
- ^ 中國2020探測火星計畫曝光 建140米高塔柱模擬降落. 世界日报. 2019-11-15 [2019-12-28]. （原始内容存档于2019-11-16）.
- ^ 我国完成首次火星探测任务无线联试. [2020-03-10]. （原始内容存档于2020-03-11）.
- ^ 胡喆. 中国首次火星探测任务命名为“天问一号”. 新华网. 2020-04-24 [2021-05-20]. （原始内容存档于2020-08-06）.
- ^ 胡喆、蒋芳. 我国首辆火星车祝融号来了！. 新华网. 2021-04-24 [2021-05-21]. （原始内容存档于2021-05-21）.
- ^ 14.0 14.1 胡喆. 祝融号火星车成功驶上火星表面. 新华网. 2021-05-22 [2021-06-13]. （原始内容存档于2021-06-13）.
- ^ 胡喆. 天问一号着陆火星首批科学影像图公布 我国首次火星探测任务取得圆满成功. 新华网. 2021-06-11 [2021-06-13]. （原始内容存档于2021-06-11）.
- ^ 中國嫦娥五號返回器成功降落內蒙古 帶回月球樣本. [2021-01-03]. （原始内容存档于2020-12-20）.
- ^ 胡蓝月. 中国载人火星探测“三步走”设想. 中国航天报. 2021-06-23 [2021-06-25]. （原始内容存档于2021-07-05） （中文（简体））.
