在“嫦娥一号”任务取得圆满成功后，中国就开始谋划深空探测后续发展，火星很快进入视野。孙家栋、叶培建等院士提议要抢占先机，启动探火任务。
2010年8月，8位院士联名向国家建议：开展月球以远深空探测的综合论证。国家国防科工局立即组织专家组开展发展规划和实施方案论证。
1.高起点开展火星探测任务
根据国际深空探测的发展历程，各国一般在开展首次月球探测后的2至3年内即开展首次火星探测。而我国首次火星探测任务的批准立项距离首次探月任务“嫦娥一号”的发射过去近10年，因此，我国火星探测任务必须坚持在较高的起点开展，才能尽量缩小与国外先进水平的差距[8]。
我国首次火星探测任务于2016年1月经党中央、国务院批准立项，由国家航天局牵头实施，国家航天局探月与航天工程中心为工程总体单位。
时任国家航天局局长许达哲在火星探测任务正式立项时介绍说，我们做的是想一步实现绕火星的探测和着陆的巡视，这相当有难度。所谓“一步实现”是指我国首次实施火星任务时将一次性实现“绕”“着”“巡”三步并作一步走，为我国火星探测后发追赶提供契机。
2.启动探火，迈向更远深空
火星探测项目是继载人航天工程、探月工程之后中国又一个重大空间探索项目，也是我国首次开展的地外行星空间环境探测活动。
2020年7月22日，“天问一号”整装待发，工程全线全力做好临射准备[9]。两千多年前，屈原写下《天问》，连问苍天172个问题，追寻宇宙的奥秘。两千多年后，“天问一号”探测器承载中国航天的光荣与梦想，为人类和平利用太空谱写新的篇章。从《天问》到“天问”，体现着中华民族追求真理和探索未知的不懈追求与历史传承。
2020年7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号” 探测器在文昌航天发射场由“长征五号遥四”运载火箭实施发射，顺利进入地火转移轨道，器箭分离正常，探测器太阳翼和定向天线展开正常，发射任务取得圆满成功。
“天问一号”探测器飞向火星的第一步，是中国人迈向更远深空的关键一步。这是一次全球目光聚焦的航天探索，通过一次发射，实现火星环绕、着陆、巡视探测三大任务，在世界航天史上尚属首次。浩渺无垠的深空中，超1亿千米测控技术等一系列关键核心技术的突破，让“天问一号”的每一个动作都完美利落。
2021年2月5日，首次火星探测任务“天问一号”探测器发动机点火工作，顺利完成地火转移段第四次轨道中途修正，以确保按计划实施火星捕获。2021年2月10日，“天问一号” 探测器成功进入火星轨道，成为我国第一颗火星人造卫星。
2021年2月12日，国家航天局发布了“天问一号”探测器火星捕获过程影像，展示了探测器飞过近火点并制动点火的画面。这些图像完整记录了火星逐渐进入视野，发动机点火后探测器的轻微震动及探测器从火星白天飞入黑夜的过程，太阳翼、定向天线、火星大气层及表面形貌清晰可见。“天问一号” 造访火星，成为我国建设航天强国征程中的生动一幕。
* “天问一号”在距离火星约220万千米处，获取首幅火星图像。图片来源：中国探月与深空探测网
2021年4月24日，中国首辆火星车名称揭晓。经全球征名、专家评审、网络投票等层层遴选，最终“祝融号[10]”一名脱颖而出。“祝融号”火星车采用太阳能动力，重约240千克，它是“天问一号”火星探测任务的核心部分。火星车携带全景和多光谱相机以及相关仪器来分析火星岩石的成分，还将利用探地雷达调查火星地下特征。
3.“天问”落火，“祝融”开工
2021年5月15日7时18分，经过3.2亿千米的远征，“天问一号”探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。中国深空探测实现地月系到行星际的跨越。(www.xing528.com)
* “天问一号”着陆巡视器成功着陆火星。图片来源：中国探月与深空探测网
2021年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。“祝融号”正式开工，在火星表面刻上了中国印迹。
“祝融号”火星车由结构与机构、移动、天线、热控、 供配电等10个分系统组成，具有四大主要功能：一是能够承受整个任务过程中的力学、热、辐射等空间环境；二是落火后火星车与进入舱配合完成释放、分离任务；三是在火昼时完成火面感知、探测、移动等工作，在火夜时进入待机状态，也就是“一夜好梦”；四是能够适应火面环境，具有自主休眠唤醒能力。按任务要求，“祝融号”拥有90个火星日的设计寿命。
2021年6月11日，国家航天局公布了由“祝融号”火星车在着陆火星后拍摄的首批科学影像图，这标志我国首次火星探测任务取得圆满成功，成为世界第一个通过一次发射完成绕、着、巡三项任务的国家，也成为世界第二个在火星表面进行巡视探测的国家。
“天问一号”任务成功是我国航天事业自主创新、跨越发展的标志性成就。在我国航天发展史上，“天问一号”任务实现了六个首次：一是首次实现地火转移轨道探测器发射；二是首次实现行星际飞行；三是首次实现地外行星软着陆；四是首次实现地外行星表面巡视探测；五是首次实现4亿千米距离的测控通信；六是首次获取第一手的火星科学数据。
2021年6月27日，党的百年华诞前夕，国家航天局发布我国“天问一号”火星探测任务着陆和巡视探测系列实拍影像，包括着陆巡视器开伞和下降过程、“祝融号”火星车驶离着陆平台声音及火星表面移动过程视频，火星全局环境感知图像、火星车车辙图像等。工作状态良好的环绕器和火星车，从火星向党和祖国报告平安，在建党百年之际传来遥远祝福。
2021年8月23日，火星车驶上火星表面满100天，累计行驶里程达到1064米，环绕器在轨运行403天，工况正常。
2021年9月下旬开始，地球、火星逐渐运行至太阳的两侧，三者近乎处于一条直线上，“祝融号”火星车进入“日凌” 阶段。“日凌”期间，“天问一号”环绕器和“祝融号”火星车进入自主运行模式，暂停科学探测工作。
2021年10月中下旬，“日凌”现象结束，探测器与地球之间的测控通信恢复正常，“天问一号”与“祝融号”安全度过首次“日凌”。
* “祝融号”火星车行驶车辙。图片来源：中国探月与深空探测网
2021年11月，我国“天问一号”与欧洲航天局“火星快车”任务团队合作，开展了“祝融号”火星车与“火星快车” 轨道器在轨中继通信试验，取得圆满成功。
2022年5月中上旬，科学家研究团队根据“祝融号”火星车发回的数据推断认为，在火星车着陆区可能含有大量以含水矿物形式存在的可利用水，可供未来载人火星探测的原位资源利用。这也标志着“祝融号”火星车实现了国际上首次利用巡视器上的短波红外光谱仪在火星原位探测到含水矿物。
2022年5月15日，是火星车顺利着陆一周年的日子，在顺利完成既定90个火星日的科学探测任务后，继续向乌托邦平原南部巡视，实施拓展探测，行驶总里程达到1921米。
2022年5月18日，巡视区进入冬季，“祝融号”火星车按照设计方案和飞控策略，转入休眠模式，以此应对沙尘天气导致的太阳翼发电能力降低及冬季极地的环境温度。预计在2022年12月前后，恢复正常工作。
“天问一号”任务目标是通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视探测，从而拉开我国行星探测帷幕。火星是离太阳第四近的行星，与地球邻近且环境最为相似，是人类走出地月系统开展深空探测的首选目标，对研究地球的“过去”和“未来” 具有重要比较意义[11]。
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