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來源：互聯(lián)網(wǎng)

天問一號（英文名：Tianwen-1）是負(fù)責(zé)執(zhí)行中國首次火星探測任務(wù)的探測器，由環(huán)繞器、著陸器和巡視器組成，總重量約5噸。天問一號共攜帶13臺科學(xué)探測設(shè)備，用于開展火星全球形貌與地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測、物質(zhì)成分探測、淺層結(jié)構(gòu)與水分布探測、空間環(huán)境探測和火星物理場探測。

天問一號于2020年7月23日在海南文昌航天發(fā)射場由長征五號遙四運載火箭發(fā)射升空，成功進入預(yù)定軌道；2021年2月10日天問一號與火星交會，成功實施捕獲制動進入環(huán)繞火星軌道，成為中國第一顆人造火星衛(wèi)星；2月24日進入火星停泊軌道，開展為期約3個月的環(huán)繞探測，為順利著陸火星奠定了基礎(chǔ)。2021年5月15日7時18分，天問一號著陸巡視器成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，標(biāo)志著中國成為繼蘇聯(lián)和美國之后世界上第三個探測器成功在火星著陸的國家。2021年5月22日，巡視器（祝融號）駛離著陸平臺，到達(dá)火星表面，開始巡視探測。

天問一號在世界航天史上首次成功實現(xiàn)通過一次任務(wù)完成火星環(huán)繞、著陸和巡視三大目標(biāo)，標(biāo)志著中國在行星探測領(lǐng)域跨入世界先進行列。

名稱標(biāo)識

2016年8月23日，中國火星探測工程名稱和圖形標(biāo)識全球征集活動開始。2017年1月15日，中國火星探測工程名稱和圖形標(biāo)識全球征集活動初評結(jié)果公布，鳳凰、天問、騰龍、麒麟、朱雀、火星、追夢、鳳翔等8個工程名稱和圖形標(biāo)識作品入圍。2020年4月24日，中國國家航天局宣布，中國行星探測任務(wù)命名為“天問”，首次火星探測任務(wù)命名為“天問一號”，首次火星探測任務(wù)的標(biāo)識為“攬星九天”。

“天問”來源于屈原同名長詩，表達(dá)了華族對真理追求的堅韌與執(zhí)著，體現(xiàn)了對自然和宇宙空間探索的文化傳承，寓意探求科學(xué)真理征途漫漫，追求科技創(chuàng)新永無止境。

“攬星九天”標(biāo)識以“中國行星探測工程”作為整體概念，圖案整體傾斜向上，太陽系八大行星鑲嵌在C形軌道之上。

項目背景

在天問一號探測任務(wù)之前，中國曾在2011年發(fā)射過螢火一號火星探測器，其主要任務(wù)目標(biāo)是探測火星及其空間環(huán)境、揭示類行星空間演化特征等。該探測器于2008年7月15日立項，2011年11月8日搭乘俄羅斯運載火箭和福布斯-土壤探測器一起前往火星，但是由于俄羅斯探測器未能按計劃變軌，導(dǎo)致任務(wù)失敗。雖然這次任務(wù)以失敗告終，但是任務(wù)帶動了中國深空探測航天技術(shù)發(fā)展、解決最遠(yuǎn)距離4億公里的測控問題，為中國開展后續(xù)深空探測任務(wù)打下了基礎(chǔ)。

研制歷程

2014年6月，中國月球探測工程首席科學(xué)家、“嫦娥之父”歐陽自遠(yuǎn)在第22屆國際天文館學(xué)會大會上透露，中國計劃在2020年實現(xiàn)火星著陸巡視，在2030年實現(xiàn)火星采樣返回。11月，由環(huán)繞器和著陸巡視器組成的火星探測器系統(tǒng)在第十屆中國國際航空航天博覽會上首次亮相。

2016年1月，中國首次自主火星探測獲國家批準(zhǔn)立項，計劃于2020年7月通過一次任務(wù)實現(xiàn)火星環(huán)繞探測和巡視探測的目標(biāo)。8月23日，中國第一個火星探測器和火星探測車外觀設(shè)計構(gòu)型首次公布。10月，11位社會文化藝術(shù)名人受邀為中國火星探測工程宣傳推廣代言。

2017年7月，中國首個火星模擬基地落戶海西蒙古族藏族自治州大柴旦行政區(qū)紅崖地區(qū)，為中國首次火星探測活動提供各種模擬試驗條件。

任務(wù)目標(biāo)

天問一號的科學(xué)目標(biāo)是開展火星全球形貌與地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測、物質(zhì)成分探測、淺層結(jié)構(gòu)與水分布探測、空間環(huán)境探測和火星物理場探測。同時，通過首次火星探測任務(wù)的實施，中國將驗證火星制動捕獲、進入/下降/著陸、長期自主管理、遠(yuǎn)距離測控通信、火星表面巡視等關(guān)鍵技術(shù)，為建立獨立自主的深空探測基礎(chǔ)工程體系夯實基礎(chǔ)，推動中國深空探測活動可持續(xù)發(fā)展。

系統(tǒng)組成

主要系統(tǒng)

環(huán)繞器

天問一號環(huán)繞器由中國航天科技集團第八研究院設(shè)計，具備飛行器、通信器和探測器三大功能。

環(huán)繞器首先作為飛行器，把著陸器送入火星著陸軌道，待著陸巡視器成功釋放后，環(huán)繞器將作為通信器，為著陸器和地球之間建立中繼通信服務(wù)，待通信工作結(jié)束后，環(huán)繞器將作為科學(xué)探測器對火星進行遙感探測。

環(huán)繞器共攜帶7臺科學(xué)儀器，用于火星科學(xué)探測，分別是中分辨率相機、高分辨率相機、次表層探測雷達(dá)、火星礦物光譜分析儀、火星磁強計、火星離子與中性粒子分析儀、火星能量粒子分析儀。

著陸巡視器

天問一號著陸巡視器由進入艙和“祝融號”火星車組成。進入艙外形呈大鈍頭倒錐體，里面包著火星車和著陸平臺。進入艙的主要任務(wù)是把火星車安全的送達(dá)火星表面，然后在火星表面開展輔助性工作，展開坡道建立和火星表面建立通道，用于火星車駛離；以及進行展示性的工作，用攜帶的相機進行成像、展開國旗。火星車的質(zhì)量為200公斤，火星車上有6個車輪，共攜帶6臺科學(xué)儀器，分別是導(dǎo)航與地形相機、火星車次表層探測雷達(dá)、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀、火星表面成分探測儀和多光譜相機。

性能參數(shù)

任務(wù)經(jīng)過

天問一號任務(wù)飛行過程包括發(fā)射升空、地火轉(zhuǎn)移、火星捕獲、火星停泊、離軌著陸和科學(xué)探測等6個階段。天問一號在升空后，飛行約7個月抵達(dá)火星，并通過2至3個月的環(huán)繞飛行后著陸火星表面，開展探測任務(wù)。

發(fā)射升空

2020年7月14日，火星探測器“天問一號”運抵文昌航天發(fā)射場。2020年7月22日，中國火星探測工程正式對外公布“中國首次火星探測任務(wù)天問一號1:1著陸平臺和火星車”信息。2020年7月23日，天問一號在中國文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，正式開啟中國人自主探測火星之旅。7月27日，天問一號在飛離地球約120萬公里處回望地球，利用光學(xué)導(dǎo)航敏感器對地球、月球成像，獲取了地月合影。其后，天問一號脫離地球引力影響范圍，進入行星際轉(zhuǎn)移軌道。

地火轉(zhuǎn)移

在天問一號飛往火星的過程中，為了減小飛行偏差，需要經(jīng)歷數(shù)次中途修正和深空機動，直至其抵達(dá)火星附近，并被火星捕獲。

2020年8月2日，天問一號完成第一次軌道中途修正，這是3000N軌控發(fā)動機首次太空點火工作，驗證了發(fā)動機在軌的實際性能。9月20日，天問一號4臺120N發(fā)動機同時點火工作20秒，順利完成第二次軌道中途修正，驗證了120N發(fā)動機在軌的實際性能。10月9日，天問一號主發(fā)動機點火工作480余秒，順利完成深空機動，至此，探測器的飛行軌道變?yōu)槟軌驕?zhǔn)確被火星捕獲的與火星精確相交的軌道。10月28日，為了使天問一號按照預(yù)定時間與火星交會，天問一號8臺25N發(fā)動機同時點火工作，完成第三次軌道中途修正，并驗證了25N發(fā)動機在軌的實際性能。2021年2月5日，天問一號發(fā)動機點火工作，完成地火轉(zhuǎn)移段第四次軌道中途修正；同時，國家航天局還公布了一張?zhí)靻栆惶栐诰嚯x火星約220萬公里處獲取的首幅火星圖像。

火星捕獲

2021年2月10日，天問一號探測器實施近火捕獲制動，環(huán)繞器3000N軌控發(fā)動機點火工作約15分鐘，進入大橢圓環(huán)火軌道，成為中國第一顆人造火星衛(wèi)星，實現(xiàn)“繞、著、巡”目標(biāo)的第一步，環(huán)繞火星成功。天問一號探測器環(huán)繞器攜帶的中分辨率相機、高分辨率相機、磁強計、礦物光譜分析儀、離子與中性粒子和能量粒子探測儀等載荷將陸續(xù)開始工作，對火星開展多維度探測。2月15日，天問一號實施捕獲軌道遠(yuǎn)火點平面機動，探測器上的3000N發(fā)動機點火工作，將軌道調(diào)整為經(jīng)過火星兩極的環(huán)火軌道，并將近火點高度調(diào)整至約265公里。2月20日，天問一號實施第二次近火制動，進入周期約為4天的調(diào)相軌道，使其在運行一圈再次到達(dá)近火點附近時，能夠正好經(jīng)過預(yù)定著陸區(qū)上空。

火星停泊

2021年2月24日，天問一號實施第三次近火制動，進入近火點280千米、遠(yuǎn)火點5.9萬千米、周期2個火星日的火星停泊軌道；探測器將在停泊軌道上運行約3個月，環(huán)繞器7臺載荷將全部開機，對火星開展全球遙感探測，為著陸做準(zhǔn)備。2021年3月4日，國家航天局發(fā)布3幅由中國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器拍攝的高清火星影像圖，包括2幅黑白圖像和1幅彩色圖像。3月26日，國家航天局發(fā)布天問一號飛行至距離火星1.1萬千米處，利用中分辨率相機拍攝拍攝的火星南、北半球側(cè)身影像。圖像中火星呈“月牙”狀，表面紋理清晰。

離軌著陸

2021年5月15日凌晨1時許，天問一號在停泊軌道實施降軌，機動至火星進入軌道。4時許，著陸巡視器與環(huán)繞器分離，歷經(jīng)約3小時飛行后，進入火星大氣，經(jīng)過約9分鐘的減速、懸停避障和緩沖，成功軟著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)。兩器分離約30分鐘后，環(huán)繞器進行升軌，返回停泊軌道，為著陸巡視器提供中繼通信。5月17日，天問一號環(huán)繞器實施第四次近火制動，進入中繼通信軌道，為火星探測車建立穩(wěn)定的中繼通信鏈路，陸續(xù)傳回圖像數(shù)據(jù)。5月22日，天問一號巡視器駛離著陸平臺，到達(dá)火星表面，開始巡視探測，實現(xiàn)“繞、著、巡”目標(biāo)的第二步，著陸火星。

科學(xué)探測

2021年6月11日，國家航天局公布了由祝融號拍攝的著陸點全景、火星地形地貌、“中國印跡”和“著巡合影”等影像圖，標(biāo)志著中國首次火星探測任務(wù)取得圓滿成功。

2021年9月下旬，受日凌影響，天問一號環(huán)繞器和火星探測車進入自主運行模式，暫停科學(xué)探測工作；兩者于2021年10月中旬安全度過首次日凌，恢復(fù)科學(xué)探測工作。

2021年11月8日，天問一號環(huán)繞器成功實施第五次近火制動，準(zhǔn)確進入遙感使命軌道，開展火星全球遙感探測。在遙感軌道，火星環(huán)繞器將利用攜帶的中分辨率相機、高分辨率相機、次表層探測雷達(dá)、礦物光譜分析儀、磁強計、離子與中性粒子分析儀、能量粒子分析儀共7臺載荷開展火星全球性和綜合性的科學(xué)探測；同時，環(huán)繞器還將繼續(xù)為火星探測車提供中繼通信服務(wù)。2022年3月7日，“天問一號”環(huán)繞器持續(xù)開展火星全球遙感探測，并重點關(guān)注隕石坑、火山、峽谷、干涸河床等典型地貌和地質(zhì)單元，獲取其高分辨率影像。在對“杰澤羅”撞擊坑成像時拍攝到美國“毅力號”火星車，當(dāng)前位于其著陸點東南方向約200米處。截至2022年3月24日，“祝融號”火星車在火星表面工作306個火星日，累計行駛1784米，“天問一號”環(huán)繞器在軌運行609天，距離地球2.77億千米，兩器運行正常。

2022年5月18日，為應(yīng)對沙塵天氣導(dǎo)致的太陽翼發(fā)電能力降低及冬季極低的環(huán)境溫度，祝融號火星車轉(zhuǎn)入休眠模式。

截至2022年6月29日，天問一號環(huán)繞器已獲取到覆蓋火星全球的中分辨率影像數(shù)據(jù)，各科學(xué)載荷均實現(xiàn)火星全球探測；火星車順利完成90個火星日既定科學(xué)探測任務(wù)；至此，天問一號環(huán)繞器和火星車均完成既定科學(xué)探測任務(wù)。后續(xù)，環(huán)繞器將繼續(xù)開展全球遙感探測，并擇機開展拓展技術(shù)試驗，為相關(guān)任務(wù)開展先期技術(shù)驗證；火星探測車在休眠結(jié)束后將繼續(xù)實施拓展探測任務(wù)。

2023年4月24日，國家航天局和中國科學(xué)院聯(lián)合發(fā)布了中國首次火星探測火星全球影像圖。該影像圖為彩色，包括按照制圖標(biāo)準(zhǔn)分別制作的火星東西半球正射投影圖、魯賓遜投影圖以及墨卡托投影加方位投影圖，空間分辨率為76米，將為開展火星探測工程和火星科學(xué)研究提供質(zhì)量更好的基礎(chǔ)底圖。

科學(xué)成果

2021年9月下旬至10月中旬，天問一號經(jīng)歷了首次火星日凌。在火星日凌期間，天問一號環(huán)繞器和歐空局火星快車號軌道器任務(wù)團隊，通過兩個探測器定期向地球發(fā)射無線電信號，多國科學(xué)家利用國內(nèi)外十多個射電望遠(yuǎn)鏡，對兩個探測器的信號受太陽影響情況進行了觀測，共獲取約5TB數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)研究人員發(fā)現(xiàn)，在無線電信號傳播過程中穿越臨日空間時，該區(qū)域的電子總含量發(fā)生了上千個TECU的變化。與大角度分光日冕儀在同一時期獲取的光學(xué)遙感觀測數(shù)據(jù)對比后，研究發(fā)現(xiàn)此次的電子總含量變化是日冕物質(zhì)拋射現(xiàn)象（CME）所致。由于相同的頻率擾動信號抵達(dá)不同位置測站的時間不同，通過頻率擾動信號與各測站之間的傳播距離與傳播時間，可計算得到CME的等離子體拋射速度，因此多站聯(lián)測可用來探討臨日空間太陽活動的空間傳播情況。同時，在火星投影點附近更小的空間尺度范圍內(nèi)，觀測到因CME與冕流相互作用引起的冕流波，還在CME離去時探測到了初生高速太陽風(fēng)流。

研究人員通過對著陸區(qū)分布的凹錐、壁壘撞擊坑、溝槽等典型地貌的綜合研究，發(fā)現(xiàn)上述地貌的形成與水活動之間存在的重要聯(lián)系。結(jié)合相機影像和火星車移動車轍等信息，發(fā)現(xiàn)著陸區(qū)土壤具有較強承壓強度且摩擦參數(shù)較低，存在與水活動相關(guān)并經(jīng)歷風(fēng)沙磨蝕的特征。

2025年11月，天問一號環(huán)繞器在距星際天體阿特拉斯（3I/ATLAS）約3000萬千米處，用高分辨率相機成功捕獲其彗核與直徑數(shù)千千米的彗發(fā)，獲得最近距離、彗星特征最清晰的圖像。地面系統(tǒng)對30秒連拍數(shù)據(jù)進行處理并制成動畫，精準(zhǔn)呈現(xiàn)天體運動軌跡。此次拓展任務(wù)既深化了阿特拉斯研究，也為天問二號小行星探測完成關(guān)鍵技術(shù)驗證與經(jīng)驗積累。

國際合作

中國設(shè)在阿根廷的深空站，作為中國首個海外深空測控站，為天問一號提供測控支持。

歐洲航天局位于德國的歐洲空間運轉(zhuǎn)中心為天問一號提供遙測、遙控、跟蹤等服務(wù)。

奧地利科研促進署的奧地利航天部門參與了天問一號軌道飛行器上磁力計的研發(fā)。

法國國家空間研究中心參考美國好奇號的數(shù)據(jù)，為祝融號搭載的激光誘導(dǎo)擊穿分光光度計（LIBS）提供了校準(zhǔn)和測試方面的幫助。

榮譽記錄

2021年2月10日，中國的“天問一號”探測器抵達(dá)火星，這使得正常運行的可以俯瞰火星的航天器數(shù)量增至8個，創(chuàng)下環(huán)繞其他行星運行的活躍航天器最多紀(jì)錄（吉尼斯世界紀(jì)錄）。2022年9月，天問一號火星探測任務(wù)團隊獲得國際宇航聯(lián)合會2022年度2020年世界航天獎。

參考資料 >

China Focus: Tianwen-1 mission marks first year on Mars.新華網(wǎng).2023-04-06

天問一號成功著陸火星.央視網(wǎng).2023-01-02

我國首次火星探測任務(wù)探測器成功發(fā)射.人民網(wǎng)北京.2023-04-06

火星巡游記.今日頭條.2023-03-01

天問一號成功著陸神奇外衣為其“遮風(fēng)擋雨”.今日頭條.2023-01-02

“天問一號”首次火星探測任務(wù)五大科學(xué)目標(biāo)正在一步步實現(xiàn).光明網(wǎng).2023-01-02

祝融號火星車順利發(fā)回遙測信號我國首次火星探測任務(wù)著陸火星成功.中國政府網(wǎng).2025-05-14

“祝融號”火星車順利發(fā)回遙測信號我國首次火星探測任務(wù)著陸火星取得圓滿成功.央視網(wǎng).2023-01-02

“祝融”來到火星的170小時.新華網(wǎng).2023-02-28

天問一號一次完成繞著巡，我國在行星探測上跨入世界先進行列.今日頭條.2023-03-01

中國首次火星探測任務(wù)名稱和圖形標(biāo)識征集活動啟動.國家國防科技工業(yè)局.2023-03-01