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測計劃,为中国行星探测工程(PEC)的一部分,其任务探测器系列是屬於称为天问系列的行星探測計畫之一環,於2016年1月11日正式立项启动,目前包括天问一号与天问三号两项任务。
该计划前身为2011年国家航天局與歐洲、俄羅斯合作發射的首顆火星环绕探测器螢火一號,然而在发射阶段即遭遇失敗。2016年1月11日,中国火星探测计划正式立项,使用中国的运载火箭自主发射,并改为盡可能完成“绕、落、巡、回”其中幾步的複雜任务。
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运载火箭从文昌航天发射场發射,准备一次性完成繞火、落火、巡火三階段任務。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。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,中国成为继美国之后第二个完全成功着陆火星的国家。
天问三号任务的目标为火星采样返回,预计在2028年分两次发射,2031年将样本送回地球。
前期準備
萤火系列计划
中国火星探测計劃原计划分三個階段:
- 階段1:火星环绕探测,并开展软着陆技术验证。
- 階段2:火星软着陆,开展火星就位探测。
- 階段3:火星采样返回。
萤火一号是根据俄罗斯航天局与欧空局合作的福布斯-土壤任务的有效载荷余量量身定制的小型探测器,也是全球最小的火星探测器。萤火一号在规定期限前完成研制后,原预计於2009年發射,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月成品抵達俄羅斯後,因俄方探测器研制延遲,宣布一齐推迟到下一个火星转移窗口的2011年发射。2011年11月8日协调世界时20:16(北京時間9日凌晨04:16),萤火一号和“福布斯-土壤”探测器一起搭载天顶-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,俄方宣布搭载两个探测器的佛盖特上面级未能按计划实施变轨,无法前往火星。2012年1月15日17时45分,萤火一号再入地球大气层,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。2011年“萤火一号”发射失败后,这一决定得到确认。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。
2012年8月,清华大学宇航技术研究中心副主任尤政透露,萤火二号正在研制中,但“火星并不是中国深空探测的主要目标”。
部分萤火一号科研团队成员后来参与天问一号任务研制工作。
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。”
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,中华人民共和国重大科技工程首次啟用形象大使,中國三大男高音(魏松、戴玉强、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位名人获選聘,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。
2018年6月,在联合国外空司的演讲中,中国首次火星探测任务和中国火星采样返回任务分别被暂时命名为“火星一号”和“火星二号”。
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”。
2022年5月,中国火星采样返回任务确认命名为“天问三号”。
計劃阶段
- 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。这一阶段任务已经由天问一号探测器及祝融号火星车于2020年至2021年间完成。
- 阶段2:“回”: 火星采样返回任务。这一阶段任务将由天问三号探测器于2028年至2031年间完成。
任务列表
{| class="wikitable" style="text-align: center"
! width="100px" | 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
! style="width:10%;" | 状态
! style="width:15%;" | 备注
|-
| rowspan="3" style="white-space:nowrap;" | 天问一号
| rowspan="3" style="white-space:nowrap;" | 2020年7月23日
12时41分15秒
| rowspan="3" style="white-space:nowrap;" | 文昌航天发射场
| rowspan="3" style="white-space:nowrap;" | 长征五号
| style="white-space:nowrap;" | 天问一号轨道器
| rowspan="3" | 2021年2月10日。
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
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。
天问三号
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)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。
未來計畫
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
}}
参见
- 火星
- 火星探测
- 中国载人航天工程
- 中国探月工程
- 中国深空测控网
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