天問一號

歷史背景

2011年11月9日，中國研制的首個火星探測器“螢火一號”同俄羅斯“福布斯-土壤”號探測器于哈薩克斯坦境內的拜科努爾發射場搭乘俄運載火箭發射升空。然而由于搭載的俄羅斯“福布斯-土壤”火星探測器出現故障，“螢火一號”未能進入預定軌道，任務宣告失敗。之后，隨著中國大型運載火箭和深空探測網等瓶頸取得突破，中國規劃自主發射火星探測器。

《2016中國的航天》白皮書明確提出：實施中國首次火星探測任務，突破火星環繞、著陸、巡視探測等關鍵技術。計劃2020年發射首顆火星探測器，實施環繞和巡視聯合探測。開展火星采樣返回、小行星探測、木星系及行星穿越探測等的方案深化論證和關鍵技術攻關，適時啟動工程實施，研究太陽系起源與演化、地外生命信息探尋等重大科學問題。

研制歷程

2016年1月，中國自主火星探測任務獲得國家批準立項。任務要求通過一次發射任務實現火星環繞、著陸和巡視，對火星開展全球性、綜合性的環繞探測，在火星表面開展區域巡視探測。計劃于2020年7-8月間擇機發射，2021年登陸火星。

中國按計劃推進火星探測工程，火星探測器和用于發射的長征五號運載火箭分別由中國航天科技集團有限公司五院和一院抓總研制。

2020年4月，中國國家航天局明確計劃通過長征五號遙四運載火箭發射“天問一號”探測器。天問一號由一部軌道飛行器和一輛火星車構成。天問一號火星探測任務要一次性完成“繞、落、巡”三大任務。

2020年7月14日，火星探測器“天問一號”運抵文昌航天發射場。

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天問一號1:1著陸平臺和火星車”信息。

2020年7月23日12時41分，長征五號遙四運載火箭將“天問一號”探測器發射升空，飛行2000多秒后，成功將探測器送入預定軌道，開啟火星探測之旅，邁出了中國自主開展行星探測的第一步。

探測器

天問一號由環繞器、著陸器和巡視器組成，總重量達到5噸左右。

各型設備

天問一號探測器攜帶設備及功能：

中、高分辨率相機，負責對火星表面成像，開展火星表面地形地貌和地質構造研究；

火星磁強計后續主要負責探測火星空間磁場環境；

火星礦物光譜分析儀則用來分析火星礦物組成與分布，研究火星整體化學成分與化學演化歷史，分析火星資源與分布區等。

地月合影

2020年7月27日，北京航天飛行控制中心飛控團隊與中國空間技術研究院試驗隊密切配合，控制“天問一號”探測器在飛離地球約120萬千米處回望地球，利用光學導航敏感器對地球、月球成像，獲取了地月合影。在這幅黑白合影圖像中，地球與月球一大一小，均呈新月狀，在茫茫宇宙中相互守望。

首次軌道修正

2020年8月2日7時整，天問一號探測器3000牛發動機開機工作20秒，順利完成第一次軌道中途修正，繼續飛向火星。截至第一次軌道修正前，天問一號探測器各系統狀態良好。

截至2020年8月19日23時20分，“天問一號”火星探測器距離地球約823萬千米，環繞器上火星磁強計、礦物光譜分析儀、高分辨率相機、中分辨率相機等載荷依次完成自檢，確認設備狀態狀態一切正常。

截至2020年8月28日10時08分，“天問一號”探測器累計飛行里程達到1億千米，探測器姿態穩定、能源平衡，多個載荷完成自檢，確認設備狀態正常，相關工作正按計劃穩步推進。

截至2020年9月18日8時30分，“天問一號”探測器飛行里程已達1.55億千米，距離地球1800萬千米。

二次軌道修正

2020年9月20日23時，在中國首次火星探測任務飛行控制團隊操作下，天問一號探測器4臺120N發動機同時點火工作20秒，順利完成第二次軌道中途修正，并在軌驗證了120N發動機實際性能。

截至2020年9月20日23時，天問一號已在軌飛行60天，距離地球約1900萬千米，飛行里程約1.6億千米，探測器各系統狀態良好，地面測控通信各中心和臺站跟蹤正常。

深空自拍

2020年10月1日，國家航天局發布中國首次火星探測任務“天問一號”探測器飛行圖像。

截至2020年10月1日0時，探測器已飛行約1.88億千米，距地球約2410萬千米，飛行狀態良好。

深空機動

2020年10月9日23時，在中國首次火星探測任務飛行控制團隊控制下，天問一號探測器主發動機點火工作480余秒，順利完成深空機動。天問一號探測器的飛行軌道變為能夠準確被火星捕獲的、與火星精確相交的軌道。截至該次深空機動前“天問一號”已飛行超過78天，距離地球超過2900萬千米，探測器各系統狀態良好。

三次軌道修正

2020年10月28日22時，在中國首次火星探測任務飛行控制團隊控制下，天問一號探測器8臺25N發動機同時點火工作，完成第三次軌道中途修正，并在軌標定了25N發動機的實際性能。該次軌道中途修正，是為了在深空機動后，對轉移軌道再次進行微量調整，使火星探測器按照預定時間與火星交會。截至同日，天問一號已在軌飛行97天，距離地球約4400萬千米，飛行路程約2.56億千米，探測器各系統狀態良好，地面測控通信各中心和臺站跟蹤正常。

四次軌道修正

2021年2月5日20時，首次火星探測任務天問一號探測器發動機點火工作，順利完成地火轉移段第四次軌道中途修正，以確保按計劃實施火星捕獲，并傳回首幅火星圖像。

飛行動態

截至2020年11月17日凌晨，中國首次火星探測任務“天問一號”探測器已在軌飛行116天，飛行里程突破3億千米，距離地球約6380萬千米。探測器姿態穩定，能源平衡，部分分系統完成自檢，各系統工作正常。

截至2020年12月9日，“天問一號”已飛行了快3.5億千米，對地球距離約9250萬千米，對火星距離約1400萬千米。中國航天科技集團五院“天問一號”火星探測器研制團隊，以“天問一號”的口吻，寫了首封“家書”。

截至2020年12月14日，天問一號探測器已在軌飛行144天，飛行里程約3.6億千米，距離地球超過1億千米，距離火星約1200萬千米，飛行狀態良好。受天體運動規律影響，火星與地球距離在0.5億千米至4億多千米周期性變化。天問一號探測器到達火星附近時，距離地球約1.9億千米。

截至2021年1月3日6時，“天問一號”探測器已經在軌飛行163天，飛行里程突破4億千米，距離地球約1.3億千米，距離火星約830萬千米。探測器姿態穩定，按計劃將在2021年2月實施近火制動，進入環火軌道，準備著陸火星。

截至2021年2月3日，“天問一號”探測器總飛行里程已超過4.5億公里，距地球約1.7億公里。

近火制動

2021年2月10日左右，天問一號探測器在臨近火星后實施近火制動，俗稱“剎車”減速，被火星捕獲，進入環火軌道，成為火星的一顆衛星，為著陸火星作準備。

2021年2月10日19時52分，中國首次火星探測任務天問一號探測器實施近火捕獲制動，環繞器3000N軌控發動機點火工作約15分鐘，探測器順利進入近火點高度約400千米，周期約10個地球日，傾角約10o的大橢圓環火軌道，成為中國第一顆人造火星衛星，實現“繞、著、巡”第一步“繞”的目標，環繞火星獲得成功。

2021年2月12日，國家航天局發布中國首次火星探測任務天問一號探測器火星捕獲過程影像。

2021年2月13日，天問一號給地球寫來家書，并計劃于2021年2月15日進行遠火點平面機動。

2021年2月15日，天問一號探測器成功實施捕獲軌道遠火點平面機動。探測器上的3000牛發動機點火工作，將軌道調整為經過火星兩極的環火軌道，并將近火點高度調整至約265公里。

工程標識

中國行星探測工程作為一個整體概念，以“攬星九天”作為工程的圖形標識。太陽系八大行星依次排開，表達了宇宙的五彩繽紛，呈現科學發現的豐富多彩，飽含動感，氣韻流動。開放的橢圓軌道整體傾斜向上，展示了獨特字母“C”的形象，代表了中國行星探測“China”，體現著國際合作精神“Cooperation”，標志著深空探測進入太空能力-C3。這組意義深遠的名稱與圖形標識將承載著中國人航天強國的夢想，為人類和平利用太空推動構建人類命運共同體貢獻更多中國智慧、中國方案、中國力量，前往未至，發現未知。

名稱淵源

天問一號的名稱來源于中國古代愛國主義詩人屈原的長詩《天問》，表達了中華民族對真理追求的堅韌與執著，體現了對自然和宇宙空間探索的文化傳承，寓意探求科學真理征途漫漫，追求科技不斷創新永無止境。

2020年12月16日，“天問一號”入選國家語言資源監測與研究中心發布的“2020年度中國媒體十大新詞語”。

“天問一號”任務模擬圖

正式命名

自2016年8月23日開始，中國火星探測工程名稱和圖形標識面向全球征集，海內外各界踴躍參加，共收到提交工程名稱及圖形標識作品35912個。經過網絡投票共收獲各地有效投票3278962張。無數優秀創意作品共同塑造了人類對火星探測的美好愿景。

2020年4月24日，中國行星探測任務被正式命名為“天問系列”，首次火星探測任務被命名為“天問一號”，后續行星任務依次編號。

天問一號火星探測器的成功發射、持續飛行以及后續的環繞、降落和巡視，表明深空探測是當今世界高科技中極具挑戰性的領域之一，是眾多高技術的高度綜合，也是體現一個國家綜合國力和創新能力的重要標志。中國開展并持續推進深空探測，對保障國家安全、促進科技進步、提升國家軟實力以及提升國際影響力具有重要的意義。

“探索浩瀚宇宙，發展航天事業，建設航天強國，是中國不懈追求的航天夢?！蔽磥砦迥昙敖窈笠粋€時期，中國將堅持創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，推動空間科學、空間技術、空間應用全面發展，為服務國家發展大局和增進人類福祉作出更大貢獻。（《南京航空航天大學學報》、《2016中國的航天》白皮書 評）