祝融號

哈爾濱工業大學鄧宗全院士團隊自2013年起與中國空間技術研究院總體部合作成功研製的火星車移動系統、轉移坡道機構，成為本次火星探測任務的工程亮點。 ^[15] 

哈工大機電學院高海波教授主持參研了“祝融號”火星車移動系統。針對火星表面鬆軟崎嶇的地貌，火星車在軟沙中易發生打滑自陷、牽引力不足的問題，聯合提出了具有蠕動脱陷功能的主被動複合式火星車移動系統構型。採用該構型的火星車具有蠕動脱陷、蠕動爬坡、車廂升降防託底、懸架主動折展、車輪抬起等獨特功能，具有很強的脱陷能力和爬坡能力。 ^[15] 

哈工大機電學院姜生元教授主持參研了“祝融號”火星車轉移坡道機構。該轉移坡道機構摺疊佈置在着陸器頂端，它可實現前後兩個方向的選擇性抽展，並具有適應形貌複雜的火星表面的功能，能夠確保“祝融號”火星車的平順轉移。 ^[15] 

“天問一號”環繞器進入環火軌道後，先開展約三個月的對地觀測，特別是對預選着陸區進行詳細勘測。之後攜帶火星車的着陸器將與環繞器分離，利用降落傘和反推火箭在火星表面着陸，並開展為期90個火星日（一個火星日約24小時39分35.2秒）的巡視探測任務。火星車要完成的科學探測任務有：火星巡視區形貌和地質構造探測，火星巡視區土壤結構（剖面）探測和水冰探查，火星巡視區表面元素、礦物和岩石類型探查，以及火星巡視區大氣物理特徵與表面環境探測。 ^[8] 

天問一號任務的科學目標是研究火星形貌與地質構造特徵、火星表面土壤特徵與水冰分佈、火星表面物質組成、火星大氣電離層及表面氣候與環境特徵、火星物理場與內部結構等。 ^[13] 

探測器自2020年7月23日發射以來，在地火轉移飛行、環火軌道運行期間，環繞器配置的中分辨率相機、高分辨率相機、礦物光譜分析儀、磁強計等7台科學載荷陸續開機探測，獲取科學數據。火面工作期間，火星車將按計劃開展巡視區環境感知、火面移動和科學探測，通過配置的地形相機、多光譜相機、次表層探測雷達、表面成分探測儀等6台載荷，對巡視區開展詳細探測。同時，環繞器將運行在中繼軌道，為火星車巡視探測提供穩定的中繼通信，兼顧開展環繞探測。 ^[13] 

2021年11月8日，“天問一號”環繞器成功實施第五次近火制動，準確進入遙感使命軌道，開展火星全球遙感探測。執行任務以來，“祝融號”火星車已圓滿完成既定巡視探測任務目標，各項狀態良好，繼續開展探測任務。截至2021年11月8日，火星車在火星表面工作174個火星日，累計行駛1253米。 ^[34] 

同月，中國“天問一號”與歐空局“火星快車”任務團隊合作，開展了“祝融號”火星車與“火星快車”軌道器在軌中繼通信試驗，取得圓滿成功。據介紹，試驗前，雙方向各自探測器上行指令做好試驗準備。在約定時刻，由“祝融號”向“火星快車”發送測試數據，通信距離約4000千米，通信時長10分鐘。“火星快車”接收數據後轉發給歐空局所屬深空測控站，測控站接收後發送給歐洲空間操作中心，後者再轉發至北京航天飛行控制中心，由中方技術團隊解譯後，判讀數據的正確性。 ^[35] 

2022年2月4日，天問一號祝融火星車通過其官方微博，曬出了帶着北京冬奧吉祥物冰墩墩、雪容融上火星的照片。 ^[39] 

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”環繞器在軌運行609天，距離地球2.77億千米，當前兩器運行正常。 ^[42] 

2022年4月6日，“祝融號”累計行駛1875米，回傳約700GB原始科學數據，確定了着陸區土壤的力學參數、發現了着陸區可能與水/冰活動相關的典型地貌。 ^[44] 

2022年5月1日，據國家航天局探月與航天工程中心消息，“祝融號”火星車累計行駛1921米，火星表面工作342個火星日，離家2.4億公里。 ^[45] 

截至2022年5月5日，“天問一號”環繞器在軌運行651天，距離地球2.4億千米，“祝融號”火星車在火星表面工作347個火星日，累計行駛1921米，兩器累計獲取約940GB原始科學數據，運行正常。 ^[46] 

“祝融號”火星車所在的火星北半球將於2022年7月21日迎來冬至。 ^[54] 

2022年9月，中國科學院地質與地球物理研究所火星研究團隊利用祝融號火星車獲取的雷達數據，揭示了祝融號着陸區表面以下0至80米深度的淺表精細結構和物性特徵，為深入認識火星地質演化與環境、氣候變遷提供了重要依據。 ^[57] 

2022年9月，天問一號火星探測最新研究表明：“祝融號”火星車着陸區火星表面數米厚的風化層下存在兩套向上變細的沉積層序，可能反映了約35億-32億年以來多期次與水活動相關的火表改造過程。該區域火表以下0-80米未發現液態水存在的證據，但不排除存在鹽冰的可能。 ^[58] 

祝融號火星車的高度有1米85，重量達到240公斤左右。設計壽命為3個火星月，相當於約92個地球日。 ^[2] 

祝融號火星車搭載了6台科學載荷，包括：

（1）火星表面成分探測儀，火星表面成分探測儀包括激光誘導擊穿光譜儀（LIBS），短波紅外光譜顯微成像儀（SWIR）和微成像相機。LIBS（240-850nm）用於元素組成分析；SWIR（850-2400nm）用於礦物和岩石的分析和識別；微成像相機（900-1000nm）可以獲得探測目標的高空間分辨率圖像。

（2）多光譜相機，獲取着陸點周圍的地形、地貌和地質背景信息，進行空間分析，獲得岩石、土壤等可見近紅外光譜數據；採集各種白天和黑夜的天空圖像，以進行特定的大氣、氣象和天文研究。

（3）導航地形相機，拍攝廣角圖片，指導火星車的移動並尋找感興趣的目標（岩石/土壤等）；結合環繞器上搭載的高分辨率相機，將它們拍攝到的地面圖像進行比對，可以校準火星表面的真實情況；為其他科學載荷尋找感興趣的探測目標或區域。

（4）火星車次表層探測雷達，次表層探測雷達可以探測火星土壤的地下分層和厚度。包含兩個通道，低頻通道（15-95MHz）可以穿透10-100米的深度（空間分辨率為幾米）；高頻通道（0.45-2.15GHz）可以穿透3-10米的深度（空間分辨率為幾釐米）。次表層探測雷達可以隨火星車移動，持續收集地下雷達信號，探測地下物質的大小和分佈特徵，並在垂直和水平方向上約束地下分層結構，制約地下水冰和揮發物（如，水合礦物質等）的分佈。

（5）火星表面磁場探測儀，檢測火星表面磁場，火星磁場指數以及火星電離層中的電流。其主要優點是可隨火星車移動；與環繞器上搭載的磁強計協同觀測，將對理解火星內部的演變具有極其重要的意義。

（6）火星氣象測量儀，用於監測火星表面温度，壓力，風場和聲音等的時間和空間變化。在着陸之前，還可以在環火軌道上收集温度和聲音數據。

祝融號火星車相較於國外的火星車其移動能力更強大，設計也更復雜。它採用主動懸架，6個車輪均可獨立驅動，獨立轉向。除前進、後退、四輪轉向行駛等功能外，還具備蟹行運動能力，用於靈活避障以及大角度爬坡。更強大的功能還包括車體升降（在火星極端環境表面可以利用車體升降擺脱沉陷）、尺蠖運動（配合車體升降，在鬆軟地形上前進或後退）和抬輪排故（遇到車輪故障的情況，通過質心位置調整及夾角與離合的配合，將故障車輪抬離地面，繼續行駛）。 ^[8] 

3月2日，中國首輛火星車全球徵名活動公眾網絡投票結束，“祝融號”以超過50萬的選票榮登榜首，排名第一。 ^[1] 

4月24日，2021中國航天日開幕啓動儀式在江蘇南京舉行。啓動儀式上，中國首輛火星車名稱揭曉，經全球徵名、專家評審、網絡投票等層層遴選，最終“祝融號”脱穎而出。 ^[2]  根據國家航天局發佈的消息，祝融英文名稱採用直接音譯方式確定為：“Zhu Rong”。 ^[53] 

祝融在中國傳統文化中被尊為最早的火神，象徵着祖先用火照耀大地，帶來光明。首輛火星車命名為“祝融號”，火神祝融登陸火星的意思，寓意點燃中國星際探測的火種，指引人類對浩瀚星空、宇宙未知的接續探索和自我超越。 ^[2] 

趙立堅：宇宙承載着中國人民千百年來的嚮往。從“神舟”到“嫦娥”“玉兔”，再到“天宮”“天問”，中國人民把對遙遠星空和未知宇宙的無盡憧憬寄託在這些美好的名字中。此次天問一號着陸巡視器搭載的火星車名為“祝融”。祝融是中國上古神話中的火神。火的應用促進了人類文明的發展，驅散黑暗、帶來温暖。祝融號寓意點燃中國星際探測的火種，指引航天人不斷超越，逐夢星辰。 ^[9] 

7月23日，中國首次火星探測任務“天問一號”火星探測器成功發射入軌。

2月10日，成功被火星捕獲，順利進入環火軌道。已經通過多次成像完成預選着陸區高清影像數據獲取，後續將按計劃開展着陸區地形地貌、氣象環境分析等工作，為五月中下旬，中國首次火星探測器“天問一號”的着陸器與“祝融號”火星車登陸火星做準備。 ^[2] 

5月14日，據國家航天局官網消息，根據飛行情況，天問一號探測器擬於北京時間5月15日凌晨至5月19日期間擇機着陸於火星烏托邦平原。 ^[4] 

5月15日，從國家航天局獲悉，科研團隊根據“祝融號”火星車發回遙測信號確認，天問一號着陸巡視器成功着陸於火星烏托邦平原南部預選着陸區，中國首次火星探測任務着陸火星取得圓滿成功。 ^[5] 

傳回圖像(2張)

5月17日8時，天問一號環繞器已實施第四次近火制動，順利進入週期為8.2小時中繼通信軌道。祝融號火星車正在按計劃開展周圍環境感知和狀態檢查，各系統工作正常。兩器已建立器間通信鏈路，第一次通過環繞器傳回火星車遙測數據。 ^[10] 

5月19日，國家航天局發佈火星探測天問一號任務探測器着陸過程兩器分離和着陸後火星車拍攝的影像。圖像中，着陸平台和“祝融號”火星車的駛離坡道，太陽翼、天線等機構展開正常到位。 ^[12] 

5月22日10時40分，“祝融號”火星車已安全駛離着陸平台，到達火星表面，開始巡視探測。火星車攜帶的前避障相機a/b、後避障相機a/b，拍攝了駛離着陸平台過程影像。 ^[13-14] 

6月1日，WIFI分離相機拍攝着陸平台與“祝融號”火星車的合影，相機記錄了“祝融號”後退移動和原地轉彎過程，這是人類首次獲取火星車在火星表面的移動過程影像。 ^[20] 

6月6日，“祝融號”火星車在火星表面已工作23個火星日，開展環境感知、火面移動、科學探測，所有科學載荷設備均已開機工作，獲取科學數據。環繞器運行在週期8.2小時的中繼軌道，為火星車科學探測提供中繼通信。 ^[16] 

天問一號探測器着陸火星首批科學影像圖(4張)

6月11日，國家航天局舉行天問一號探測器着陸火星首批科學影像圖揭幕儀式，公佈了由“祝融號”火星車拍攝的着陸點全景、火星地形地貌、“中國印跡”和“着巡合影”等影像圖 ^[17]  。

6月23日，“着巡合影”名字確定為“星火燎原” ^[18]  。

6月16日，“祝融號”火星車開展了全局環境感知，為後續階段科學探測進行路徑規劃，並通過後避障相機，拍攝了行駛的清晰車轍。 ^[20] 

6月26日（第42火星日），火星車到達一處沙丘地帶，利用導航地形相機拍攝了紅色沙丘高分辨率影像，拍攝點距離沙丘約6米，周圍分佈有不同大小的石塊，其中正對着火星車的石塊寬約0.34米。 ^[21] 

火星岩石和塵土(2張)

6月27日，國家航天局發佈中國天問一號火星探測任務着陸和巡視探測系列實拍影像，包括着陸巡視器開傘和下降過程、祝融號火星車駛離着陸平台聲音及火星表面移動過程視頻，火星全局環境感知圖像、火星車車轍圖像等。其中，祝融號火星車火星表面移動過程視頻是人類首次獲取火星車在火星表面的移動過程影像。 ^[19] 

火星石塊(2張)

7月4日（第50火星日），火星車行駛至沙丘南側，對周圍地形地貌感知成像。可見沙丘全貌，長約40米，寬約8米，高約0.6米。左側為一簇形狀各異的石塊，右上角可見背罩和降落傘，成像時火星車距離着陸點直線距離約210米，距離背罩和降落傘約130米。 ^[21] 

7月8日，“祝融號”火星車已在火星表面工作54個火星日，行駛里程超過300米。火星車駛上火星表面以來，向南行駛開展巡視探測，導航地形相機每日對沿途地貌進行成像，行進中次表層雷達、氣象測量儀、火星磁強計開機探測，途中遇到岩石、沙丘等特殊地貌時，利用表面成分探測儀、多光譜相機等開展定點探測 ^[22]  。

7月11日20時，“祝融號”火星車已累計行駛410.025米，工況正常。同時，為“祝融號”火星車提供中繼通信服務的天問一號環繞器在軌運行353天，地火距離3.707億千米，工況正常。 ^[24] 

“祝融號”近距離“看”降落傘與背(3張)

7月12日，國家航天局發佈最新火星影像：“祝融號”近距離“看”降落傘與背罩。 ^[23] 

7月23日，“祝融號”火星車在火星表面工作68個火星日，累計行駛585米。 ^[25] 

7月30日，“祝融號”火星車已經在火星表面工作75個火星日，正在為“祝融號”火星車提供中繼通信服務的天問一號環繞器在軌運行372天，兩器狀態良好，各系統工況正常。 ^[26] 

8月6日，“祝融號”火星車在火星表面工作82個火星日，累計行駛里程達到808米 ^[27]  。

8月15日，“祝融號”火星車在火星表面運行90個火星日（約92個地球日），累計行駛889米，所有科學載荷開機探測，共獲取約10GB原始數據，“祝融號”火星車圓滿完成既定巡視探測任務。當前，火星車狀態良好、步履穩健、能源充足，後續將繼續向烏托邦平原南部的古海陸交界地帶行駛，實施拓展任務。 ^[28-29] 

8月23日，祝融號火星車平安在火星度過100天，更是行駛里程突破1000米的關鍵一天。 ^[30] 

8月24日，環繞器使用高分辨率相機對着陸區域成像，獲取了1米分辨率影像。圖像中，火星車行駛軌跡清晰。 ^{[33]  [38]} 

8月30日，中國首次火星探測天問一號任務“祝融號”火星車駛上火星表面滿100天，國家航天局發佈了一批最新的火星影像。同日，火星車在着陸點以南方向累計行駛1064米。當前，火星車狀態良好、能源充足。 ^[32] 

3月10日消息，《新科學家》週刊報道稱，中國的祝融號火星車也有發現水塑造火星地貌的跡象。報道指出，祝融號收集的初步數據顯示，烏托邦平原過去曾長期受到風的影響，甚至可能被水侵蝕過。 ^[40] 

3月11日，MRO在288公里高度拍攝到天問一號着陸區圖像，圖像中清晰可見到“祝融號”火星車和行駛過的車印。截至上次更新時，祝融號行駛里程突破1.6公里。 ^[41] 

3月，“天問一號”環繞器近火點再次經過火星車巡視區域上空，拍攝了“祝融號”巡視區0.5米分辨率影像圖，“祝融號”火星車行駛路線清晰可辨。 ^[43] 

5月，中國科學院國家空間科學中心空間天氣學國家重點實驗室劉洋研究員團隊，利用祝融號火星車獲取的短波紅外光譜和導航與地形相機數據，在着陸區發現了巖化的板狀硬殼層，通過分析光譜數據發現，這些類似沉積岩的板狀硬殼層富含含水硫酸鹽等礦物。這標誌着祝融號實現了國際上首次利用巡視器上的短波紅外光譜儀在火星原位探測到含水礦物。這一發現對理解火星的氣候環境演化歷史具有重要意義，該成果於5月11日發表在國際學術期刊《Science Advances》上。 ^[47] 

5月，祝融號火星車的發現表明，火星在亞馬遜紀時期的水活動可能比以前認為的更加活躍。祝融號着陸區（以及火星北部平原的廣泛區域）可能含有大量以含水礦物形式存在的可利用水，可供未來載人火星探測的原位資源利用。 ^[48] 

5月，祝融號火星車獲取的短波紅外光譜和導航與地形相機數據，在着陸區發現了巖化的板狀硬殼層，通過分析光譜數據發現，這些類似沉積岩的板狀硬殼層富含含水硫酸鹽等礦物。 ^[49] 

截至5月5日，“天問一號”環繞器在軌運行651天，距離地球2.4億千米，“祝融號”火星車在火星表面工作347個火星日，累計行駛1921米，兩器累計獲取約940GB原始科學數據，運行正常。當前，“祝融號”火星車所在區域已進入火星冬季，與地球相似，進入火星冬季後，北半球區域太陽光照高度角下降、光照時長縮短。 ^[51] 

據國家航天局最新消息，天問一號任務團隊通過環繞器獲取的中分辨率圖像，發現祝融號火星車巡視區經歷了一次明顯的沙塵暴過程。科學家對2022年3月16日和4月30日的祝融號火星車巡視區120米分辨率圖像（分別見圖1和圖2）中的典型地貌（特別是撞擊坑邊緣）進行對比，結合近期祝融號火星車遙測信息反映的太陽翼發電電流的變化，可以判斷當地正在經歷強烈的沙塵天氣。

祝融號火星車巡視區進入冬季，天氣白天最高氣温降至零下20攝氏度以下，夜間最低氣温降至零下100攝氏度，到7月中旬火星冬至前後，氣温還會進一步下降。為應對沙塵天氣導致的太陽翼發電能力降低及冬季極低的環境温度，按照設計方案和飛控策略，祝融號火星車5月18日轉入休眠模式。預計2022年12月前後，祝融號火星車巡視區將進入初春季節，環境條件好轉後，將恢復正常工作。 ^[52] 

2022年9月19日晚，科技部、國家航天局等單位聯合舉辦了一場科普活動，邀請航天領域的多名專家為青少年分享航天知識。記者在活動中獲悉，預計12月，“祝融號”火星車在滿足兩個特定條件後將會自主喚醒。 ^[56] 

1月6日，中國火星探測任務科學研究成果首次發佈 “祝融號”火星車自主喚醒後將繼續向南行 ^[60]  。

截至2023年1月16日，祝融號已行駛1900多米，留下了近4000個“中”字。火星探測器副總設計師賈陽介紹，這樣的設計不只有紀念意義，也有技術含義：根據字間距，可判斷火星車是否出現打滑等風險。 ^[61-62] 

祝融號火星車已累計行駛1921米，完成既定科學探測任務，獲取原始科學探測數據約1600GB ^[63]  。

5月，“祝融號”火星車搭載的多光譜相機獲取的科學數據，首次在火星表面發現海洋沉積岩的岩石學證據，證明了火星北部曾經存在過海洋。相關研究成果以《烏托邦平原海洋沉積岩的證據：祝融號火星車的觀測》為題，在綜合性期刊《國家科學論評》發表。 ^[67] 

11月30日消息，根據中科院之聲報道，中國科學家通過頻譜分析“祝融號”低頻雷達數據，對比火星地面現存的地貌特徵，認為“祝融號”着陸區地下 35 米處，存在 16 個古多邊形地貌。 ^[69] 

截至2022年9月15日，通過相機影像和光譜數據，在着陸區附近的板狀硬殼岩石中發現含水礦物，證明了在距今10億年（晚亞馬遜紀時期）以來，着陸區存在過大量液態水活動。這些新成果，揭示了火星風沙與水活動對地質演化和環境變化的影響，為火星烏托邦平原曾經存在海洋的猜想提供了有力的支撐，豐富了人類對火星地質演化和環境變化的科學認知。有關成果已在《Nature Astronomy》《Nature Geoscience》《Science Advances》《中國科學》等國內外學術期刊發表。 ^[55] 

2022年9月，基於“祝融號”火星車低頻雷達數據，中國科研人員發現，火星車着陸區表面約10米厚的風化層下，存在兩套向上變細的沉積層序，其形成或與大約35億—32億年以來的多期次水活動相關；如今該區域火表以下0—80米未發現存在液態水的證據，但不排除存在鹽冰的可能。相關研究成果於2022年9月26日在線發表於《自然》雜誌。 ^[59] 

2023年，基於“祝融號”火星車觀測數據，中國科研人員首次發現“祝融號”着陸區的沙丘表面存在結殼、龜裂、團粒化、多邊形脊、帶狀水痕等特徵。光譜數據分析發現，沙丘表面富含含水硫酸鹽、蛋白石、含水鐵氧化物等含水礦物 ^[65]  。

2023年5月，中國地質大學（武漢）地球科學學院肖龍教授領導的國際研究團隊，通過綜合分析“祝融號”火星車搭載的多光譜相機（MSCam）獲取的科學數據，首次在火星表面發現海洋沉積岩的岩石學證據，證明了火星北部曾經存在過海洋。 ^[66] 

2023年7月6日，國際科學期刊《自然》發表了中國天問一號的最新研究成果，中國科學院國家天文台領導的國際合作研究團隊在祝融號着陸區發現火星古風場改變的沉積層序的證據，證實風沙活動記錄了火星古環境隨火星自轉軸和冰川期的變化。 ^[68] 

2021年8月30日，中國人民銀行發行中國首次火星探測任務成功金銀紀念幣一套，共3枚。8克圓形金質紀念幣背面圖案為“祝融號”火星車。 ^[31] 

2023年3月17日，科學技術部高技術研究發展中心（科學技術部基礎研究管理中心）發佈了2022年度中國科學十大進展，“祝融號巡視雷達揭秘火星烏托邦平原淺表分層結構”入選。 ^[64]