從世界空間探測(cè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)看，月球與火星探測(cè)仍為未來(lái)全球空間探測(cè)的兩大重點(diǎn)目標(biāo)，小行星探測(cè)成為空間探測(cè)領(lǐng)域的另一個(gè)熱點(diǎn)；木星和土星系探測(cè)將成為深空探測(cè)下一個(gè)遠(yuǎn)大目標(biāo)。

火星是離地球最相似且近的類地行星，具備了生命存在的必要條件，并有可能成為人類未來(lái)移民的理想星球。因此，火星成為目前除地球以外人類研究程度最高的行星，人類用空間探測(cè)器對(duì)火星進(jìn)行探測(cè)的歷史幾乎貫穿整個(gè)人類航天史，越來(lái)越多的國(guó)家將火星作為未來(lái)太空探索藍(lán)圖的新目的地，都在穩(wěn)步推進(jìn)火星探測(cè)活動(dòng)。例如，目前，在火星軌道有6個(gè)火星軌道器和2輛火星漫游車。2020年，中國(guó)、美國(guó)、歐洲/俄羅斯、印度、阿聯(lián)酋都將發(fā)射火星探測(cè)器。

中國(guó)火星探測(cè)計(jì)劃的總體科學(xué)目標(biāo)包括：研究確定火星著陸和生命存在的條件與地區(qū)。。研究火星土壤特性及其水冰、氣體 與物質(zhì)組成。研究火星大氣及氣候特征。 研究火星地質(zhì)特征、演化與比較行星學(xué)。

2016年1月11日，中國(guó)政府正式批復(fù)首次火星探測(cè)任務(wù)，計(jì)劃于2020年擇機(jī)發(fā)射火星探測(cè)衛(wèi)星，一步實(shí)現(xiàn)“繞、落、巡”工程目標(biāo)，也就是說(shuō)，中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)，不僅要實(shí)現(xiàn)環(huán)繞火星，對(duì)火星進(jìn)行全球遙感探測(cè)，還要突破火星進(jìn)入、下降、著陸、巡視和遠(yuǎn)距離測(cè)控通信等關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)火星進(jìn)行著陸巡視工作，并對(duì)火星的土壤環(huán)境、大氣、以及水等話題展開(kāi)研究，這意味著中國(guó)將真正意義上邁入深空探測(cè)。

目前，國(guó)外對(duì)火星的探測(cè)采用分別進(jìn)行“繞、落、巡”的方式，只有歐洲先后2次試圖用一次發(fā)射完成對(duì)火星的環(huán)繞探測(cè)和著陸探測(cè)，但都取得了部分成功，即火星軌道器進(jìn)入火星軌道，而著陸器在著陸火星的過(guò)程中均失敗。

中國(guó)火星探測(cè)起步晚，但起點(diǎn)最高。中國(guó)首次火星探測(cè)一次實(shí)現(xiàn)“環(huán)繞、著陸、巡視”三個(gè)目標(biāo)，這在世界火星探測(cè)史上是從所未有的，所以要面臨巨大的挑戰(zhàn)?；鹦蔷嚯x地球最遠(yuǎn)達(dá)4億千米，探測(cè)器在器箭分離后要經(jīng)過(guò)約7個(gè)月巡航飛行被火星捕獲，環(huán)繞器環(huán)繞火星飛行后要與著陸器-巡視器分離，然后進(jìn)入任務(wù)使命軌道開(kāi)展對(duì)火星全球環(huán)繞探測(cè)，同時(shí)為著陸器-巡視器開(kāi)展中繼通信，這在軌道設(shè)計(jì)上就要兼顧環(huán)繞和著陸的需求。著陸器-巡視器與環(huán)繞器分離后進(jìn)入火星大氣，經(jīng)過(guò)氣動(dòng)外形減速、降落傘減速和反推發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力減速，最后下降著陸在火星表面，巡視器，即火星車駛離著陸器平臺(tái)，開(kāi)始火星表面巡視探測(cè)，探測(cè)火星的形貌、土壤、環(huán)境、大氣，研究火星上的水冰分布、物理場(chǎng)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

由于火星距離地球遙遠(yuǎn)，所以火星探測(cè)器的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)有較大的時(shí)延，這就要求火星車必須具有很高的自主能力。另外，同樣一個(gè)信號(hào)，從月球發(fā)射到地球接收和從火星發(fā)射到地球接收要差100萬(wàn)倍，從火星發(fā)回地球的信號(hào)衰減得很厲害，因此對(duì)火星探測(cè)器的測(cè)控要求很高。同時(shí)，因?yàn)榛鹦蔷嚯x太陽(yáng)遠(yuǎn)，火星光照強(qiáng)度小，加上火星大氣對(duì)陽(yáng)光的削減作用，火星車能源供給也比月球車更為困難。進(jìn)入火星軌道并在火星表面著陸的技術(shù)最為復(fù)雜，被稱之為恐怖7分鐘，國(guó)外的很多火星探測(cè)器都在這一關(guān)倒下了?；鹦翘綔y(cè)的這些特點(diǎn)都使得中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)更具難度和復(fù)雜性。盡管如此，但是中國(guó)火星探測(cè)器研制團(tuán)隊(duì)抱有必勝的信心，因?yàn)樗麄円堰M(jìn)行了長(zhǎng)期的技術(shù)儲(chǔ)備。

將在2020年中國(guó)首次火星探測(cè)一次實(shí)現(xiàn)“環(huán)繞、著陸、巡視”三個(gè)目標(biāo)，這在世界火星探測(cè)史上是從所未有的，所以面臨巨大的挑戰(zhàn)。例如，由于火星距地球最近距離為5500萬(wàn)千米，而最遠(yuǎn)距離超過(guò)4億千米，探測(cè)器與地球測(cè)控站的信息傳輸會(huì)有較大的時(shí)延，所以這就要求火星探測(cè)器必須具有很高的自主能力。另外，同樣一個(gè)信號(hào)，從月球發(fā)射到地球接收和從火星發(fā)射到地球接收要差100萬(wàn)倍，從火星發(fā)回地球的信號(hào)衰減得很厲害，因此對(duì)火星探測(cè)器的測(cè)控要求很高。同時(shí)，由于火星距離太陽(yáng)遠(yuǎn)，火星光照強(qiáng)度小，加上火星大氣對(duì)陽(yáng)光的削減作用，火星車能源供給也比月球車更為困難?；鹦翘綔y(cè)的這些特點(diǎn)都使得中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)更具難度和復(fù)雜性。雖然困難重重，但是中國(guó)火星探測(cè)器研制團(tuán)隊(duì)抱有必勝的信心，因?yàn)樗麄円堰M(jìn)行了長(zhǎng)期的技術(shù)儲(chǔ)備。

中國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器將在2021年7月前到達(dá)火星。進(jìn)入火星軌道后，先用環(huán)繞器拍攝并發(fā)回火星表面圖像，以確定最終著陸地點(diǎn)；然后，環(huán)繞器與著陸器-巡視器組合體分離，著陸器-巡視器組合體進(jìn)入火星大氣在選定的著陸點(diǎn)軟著陸。它采用了“四段式”的著陸方式，包括氣動(dòng)外形減速、降落傘減速和反推發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力減速和緩沖等階段。分離后，火星環(huán)繞器在軌道上繼續(xù)成像和其他科學(xué)任務(wù)，其工作時(shí)間約為一個(gè)火星年，相當(dāng)于在地球上2年。著陸器-巡視器組合體在火星表面著陸后，巡視器，即火星車駛離著陸器平臺(tái)，火星車設(shè)計(jì)壽命為3個(gè)火星月，相當(dāng)于地球上的92天，設(shè)計(jì)重量約200千克,裝有4個(gè)太陽(yáng)能電池板，搭載了13臺(tái)科學(xué)載荷，包括不同分辨率的火星遙感相機(jī)和能探測(cè)火星淺層結(jié)構(gòu)的淺層雷達(dá)等，探測(cè)火星的形貌、土壤、環(huán)境、大氣，研究火星上的水冰分布、物理場(chǎng)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

為了規(guī)避火星極端天氣的影響，中國(guó)火星車不僅設(shè)置了自主休眠和自主喚醒功能，還將使用獨(dú)立自主地打造的多項(xiàng)“黑科技”。例如，火星車使用的熱控材料是新型保溫材料——納米氣凝膠，因?yàn)榛鹦潜砻嬗邢”〉拇髿猓仨氠槍?duì)這一特殊的太空環(huán)境采用新的保溫材料。納米氣凝膠這種材料很輕，有非常好的隔熱性能。此外，火星車在材料商還采用了鋁蜂窩夾層材料、鋁基碳化硅、復(fù)合纖維材料等多種新材料。

據(jù)悉，中國(guó)的火星著陸地區(qū)已初步選定在火星北緯5°～39°一帶。之所以選擇低緯度地區(qū)是由于中國(guó)火星車將用太陽(yáng)能供電，從光照角度考慮，最理想的地方是火星赤道附近，但是火星赤道附近的地形復(fù)雜。另外，由于登陸火星99%以上的減速是靠大氣減速，因此著陸點(diǎn)海拔越低減速時(shí)間越長(zhǎng)，著陸越安全。綜合考慮地形復(fù)雜度、高程、光照條件、溫度等因素，火星比較適合著陸點(diǎn)在北緯5°～39°的區(qū)域。

此后，中國(guó)還將進(jìn)行火星采樣返回探測(cè)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)火星從全球普查到局部詳查、著陸就位分析、再到樣品實(shí)驗(yàn)室分析的科學(xué)遞進(jìn)。

據(jù)2016年底中國(guó)發(fā)表的白皮書(shū)介紹，中國(guó)正開(kāi)展火星采樣返回、小行星探測(cè)、木星系及行星穿越探測(cè)等的方案深化論證和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，然后適時(shí)啟動(dòng)工程實(shí)施，研究太陽(yáng)系起源與演化、地外生命信息探尋等重大科學(xué)問(wèn)題。

小行星是太陽(yáng)系形成時(shí)殘留下來(lái)的初始物質(zhì)，探索小行星可獲得太陽(yáng)系形成的科學(xué)信息。在小行星上有可能發(fā)現(xiàn)人類可利用的資源與能源。研究近地小行星，可尋找防止小行星撞擊地球的技術(shù)和方法。所以，近年國(guó)際小行星探測(cè)日益走紅。

在探測(cè)了火星之后，中國(guó)航天專家建議探測(cè)小行星。中國(guó)科學(xué)家已制定了“小行星探測(cè)”計(jì)劃，即以伴飛、附著、取樣返回等探測(cè)方式，對(duì)近地目標(biāo)小行星進(jìn)行整體性探測(cè)和局部區(qū)域的就位分析。其科學(xué)目標(biāo)為：精確測(cè)定近地小行星軌道參數(shù)、自轉(zhuǎn)參數(shù)和形狀大小等物理參數(shù)，為規(guī)避小行星撞擊地球提供科學(xué)依據(jù)。測(cè)量目標(biāo)小行星的形狀、大小、表 面形態(tài)、自轉(zhuǎn)狀態(tài)等基本性質(zhì)，繪制小行星的地形 地貌圖，建立其形狀結(jié)構(gòu)模型。獲取小行星整體和局部形貌、礦物含量、元素種類、次表層物質(zhì)成分、空間風(fēng)化層、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，為太陽(yáng)系起源與演化提供重要線索。探測(cè)小行星次表層以下的有機(jī)物、水等可能的生命信息，深化生命起源的認(rèn)識(shí)。獲取小行星臨近空間環(huán)境參數(shù)，研究太陽(yáng)風(fēng)對(duì)小行星表面的空間風(fēng)化作用。

其實(shí)，中國(guó)在小行星探測(cè)方面已取得了初步成果。2012年12月13日，完成預(yù)定任務(wù)的嫦娥2號(hào)以10.73千米/秒的相對(duì)速度，與圖塔蒂斯小行星由遠(yuǎn)及近“擦肩而過(guò)”，首次實(shí)現(xiàn)中國(guó)對(duì)小行星的飛越探測(cè)。嫦娥2號(hào)小行星最近相對(duì)距離達(dá)到3.2千米交會(huì)時(shí)，其星載監(jiān)視相機(jī)對(duì)小行星進(jìn)行光學(xué)成像，這不僅是中國(guó)首次實(shí)現(xiàn)對(duì)小行星的飛越探測(cè)，也是國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)圖塔蒂斯小行星的近距離探測(cè)，還使中國(guó)成為繼美國(guó)、歐洲航天局和日本之后，第4個(gè)探測(cè)小行星的國(guó)家。它突破并驗(yàn)證了中國(guó)空間探測(cè)器對(duì)小天體探測(cè)的軌道設(shè)計(jì)與飛行控制技術(shù)。