今天是人类火星探索史的最后一章，我相信大家都懂的，主角总是最后登场的。

（同样文章较长，敬请收藏阅读）

21世纪

2001年

——5月8日，美国发射“奥德赛”火星探测器（2001 Mars Odyssey）

基本情况：

美国国家航空航天局领导的火星探测计划重组的一部分，着陆器飞船被取消

主体呈箱形，2.2米 1.7米 2.6米。飞船的发射质量为725.0千克，包括348.7千克燃料

达成目标：

它被设计为环绕火星运行3年，目标是从轨道上对火星表面进行详细的矿物学分析，并测量辐射环境

该任务的主要科学目标是收集数据，以帮助确定火星上的环境是否曾经有利于生命，确定火星的气候和地质特征，并研究可能对未来宇航员任务造成的辐射危害

奥德赛号是美国研发的在火星最长寿的航天器。在它成功地完成了它的主要科学任务后，它的扩展工作今天仍在继续进行

载荷：

星体照相机（star cameras）提供高分辨率的太空图像

热发射成像系统（THEMIS/The Thermal Emission Imaging System）这个名为THEMIS的热发射成像系统可以观察火星表面的可见光和红外反射，绘制出一张地图，显示不同矿物的位置以及它们与各种地形的关系

伽马射线光谱仪（GRS/the Gamma-Ray Spectrometer）该光谱仪通过测量来自太空的伽马射线与不同表面材料相互作用时的变化方式，绘制出了火星表面的化学元素的数量和类型

火星辐射环境测试仪（MARIE/the Mars Radiation Environment Experiment）

任务载具：德尔塔2

由联合发射联盟研发，高38.2-39米，直径2.44米，级数为二级半/三级半，近地轨道载荷为2.7-6.1吨，同步转移轨道载荷为900kg-2.17吨。

2003年

——6月2日，欧洲航天局的“火星快车”探测器发射升空

基本情况：

“火星快车”由许多基本部件组成——航天器及其仪器、着陆器、地面和数据处理站网络以及发射器本身

这是一个蜂窝铝盒，长1.5米，宽1.8米，高1.4米。着陆器“小猎犬2号”被固定在巴士的外部

有效载荷、着陆器、航天器和船上燃料在发射时重为1223公斤

达成目标：

2003年12月25日，它成功地插入了火星轨道

小猎犬2号于2003年12月19日从航天器上释放，着陆器着陆后没有传回任何消息

2015年1月，英国航天局宣布，在美国宇航局火星勘测轨道器传回的图像中，已经确认了着陆器的位置

小猎犬2号

载荷：

地下探测雷达/高度计（MARSIS）把地下结构映射到几公里的深度

高分辨率立体相机（HRSC）将以大约10米的分辨率对整个星球进行全彩色3D成像，选定区域将以2米分辨率成像

可见和红外矿物测绘光谱仪（OMEGA）将建立一个100米方格的表面组成图

紫外和红外大气光谱仪（SPICAM）将根据组成气体吸收的波长来确定大气的成分

行星傅里叶光谱仪（PFS）将根据大气中分子吸收的太阳光波长（范围为1.2-45毫米）和它们发出的红外线辐射来确定火星大气的成分

高能中性原子分析仪（ASPERA）将测量外层大气中的离子、电子和含能中性原子，以揭示与太阳风相互作用的氧和氢原子（水的成分）的数量以及这种相互作用的区域。

火星射电科学实验室（MaRS）将利用在航天器和火星之间传递数据和指令的无线电信号来探测行星的电离层、大气层、表面甚至内部

任务载具：联盟号-弗雷加特

由前苏联实验设计一局研发，高45.6米，直径10.3米，级数为二级半，近地轨道载荷为6.45吨，首次发射时间为1966年11月28日

——6月10日，美国“勇气”号火星车发射升空

基本情况：

着陆时使用的气囊系统与火星探路者号相似，但没有固定的着陆器

巡视器安装在桅杆上的摄像头高5英尺（1.5米），提供360度双目人形地形视图

这种机械臂的运动方式与人类的手臂一样，有着肘部和手腕，可以将仪器直接放置在感兴趣的岩石和土壤目标上

手臂的机械“手”握着一个显微镜相机，其作用与地质学家的手持放大镜相同。岩石磨蚀工具就像地质学家的岩石锤，露出岩石的内部

达成目标：

2004年1月4日在古谢夫陨石坑着陆

1月21日，勇气号火星车进入保存模式并停止发送数据

工程师后来解决了软件问题，勇气号恢复了工作

勇气号在2009年春季被困在沙中后，于2010年3月22号失去联系

载荷：

全景相机（Pancam）两个摄像头结合起来，可以拍摄火星车周围火星景观的多波长三维全景照片

微型热发射光谱仪（Mini-TES）是一种红外光谱仪，可以通过探测岩石和土壤的热辐射模式，从远处确定岩石和土壤的矿物学性质

穆斯堡尔谱仪（MB）测定了探测器研究的地质样品中含铁矿物的组成和数量

α粒子X射线光谱仪（APXS）利用α粒子和X射线确定岩石和土壤的元素化学

显微成像仪（MI）是一个显微镜和一个CCD摄像机的组合，它提供了有关火星岩石和土壤的小尺度特征的信息

岩石磨损工具（RAT）是一种功能强大的研磨机，能够在火星表面的岩石上钻一个直径45毫米（约2英寸）、深5毫米（0.2英寸）的孔

磁阵列（The Magnet Array）是一个收集火星探测车勇气号和机遇号上的灰尘的装置

校准目标（The Calibration Targets）仪器使用校准目标（包括日晷），来确定准确的颜色、亮度和仪器收集的其他信息

——7月8日，“勇气”号的孪生兄弟“机遇号”号火星车发射升空

基本情况：

同“勇气号”

达成目标：

2004年1月25日，“机遇号”火星车在梅里达尼平原登陆

机遇号在火星上的工作时间比其他任何机器都长

2015年，机遇号以28.06英里（45.16公里）的总里程打破了地外旅行纪录，超过了马拉松的距离

火星车最后一次与地球通信是在2018年6月10日，当时一场全球范围的沙尘暴覆盖了太阳能探测器在火星上的位置

载荷：

同“勇气号”

任务载具：德尔塔2-7925H

2005年

——08.12 美国发射火星勘测号

基本情况：

火星勘测轨道器的载荷是当时获取火星地质、大气、环境条件和潜在生物信号的最先进工具

由一个主舱体和附件组成，由钛、碳复合材料和铝蜂窝构成

航天器的最大质量为2180公斤，其中包括1149公斤的推进剂

达成目标：

于2006年3月11日抵达火星，经历约6个月的空气制动，将最初的椭圆轨道降低至250 320公里的极地轨道

火星勘测轨道器将返回高分辨率图像，研究地表组成，搜索地下水，追踪大气中的灰尘和水，并监测天气

载荷：

高分辨率成像科学实验相机（HiRISE）这台可见光相机揭示了火星神秘沟壑中的小规模物体，以及峡谷、陨石坑和层状沉积物的地质结构细节

内容相机（CTX）这台相机提供了广域视野，有助于为HiRISE和CRISM提供的火星关键点的高分辨率分析提供支持

火星彩色成像仪（MARCI）这台气象照相机监测云和沙尘暴

紧凑型火星侦察成像光谱仪（CRISM）这台仪器将图像中的可见光和近红外光分解成数百种“颜色”，识别出火星表面面积不比足球场大多少的矿物，特别是那些可能在水存在下形成的矿物

火星气候探测器（MCS）这台大气剖面仪探测火星大气中温度、灰尘和水蒸气浓度的垂直变化规律

浅层雷达（SHARAD）这个探测雷达探测火星表面下是否存在水冰,探测深度超过1米（3.3英尺）

任务载具：宇宙神5-401

由美国联合发射联盟研发，高58.3米，直径3.81米，级数为二级/二级半，近地轨道载荷为9.8吨-18.85吨，同步转移轨道载荷4.75吨-8.9吨，首次发射时间为2002年08月21日

2007年

——8月4日，美国发射凤凰号火星着陆器（Phoenix Mars Lander）

基本情况：

由一个八角形基座组成，基座由三个着陆支腿支撑。两个八角形太阳能电池板机翼从底座伸出，提供电力。科学载荷和机械臂安装在基座上

达成目标：

于2008年5月25日登陆火星

在工作期间，它传回了大量有价值的数据，为人们了解火星极地情况提供了宝贵的一手资料

它的最后一个信号是在2008年11月2日收到的

凤凰号凭借着科学载荷收集了大量数据并拍摄了大量图片，为研究水的地质历史和寻找可能存在于冰土边界的可居住地带的证据的科学目标提供了实现支持

载荷：

机械臂（RA）凤凰号火星着陆器上的一个重要仪器是机械臂，它将挖掘冰层土壤，并将样本带回航天器的科学甲板进行分析

机械臂摄像机（RAC）安装在勺状管正上方的机械臂上。该仪器提供了近距离全彩图像

热析气分析仪（TEGA）是一种高温炉和质谱仪的组合仪器，科学家将用它来分析火星的冰和土壤样本

火星下降成像仪（MARDI）是凤凰号上的科学仪器集之一，提供着陆区周围地形的地理背景信息

气象站（MET）在凤凰号的整个表面作业过程中，MET将使用温度和压力传感器以及光探测和测距（LIDAR）仪器记录火星北部平原的每日天气

表面立体成像仪（SSI）将作为凤凰号执行任务的“眼睛”，提供火星北极的高分辨率、立体、全景图像

显微镜、电化学和电导率分析仪（MECA）对火星的土壤进行了表征，就像园丁在自家院子里测试土壤一样

任务载具：德尔塔2

2011年

——11月08日，俄罗斯发射火卫一土壤/萤火1号

基本情况：

火卫-土壤号主要的科学目标是分析火卫一上的土壤样本，以了解火卫一的起源和重建历史。具体目标是分析返回的物质的成分

一个短圆柱体和两个太阳能电池板组成

着陆器巡航级的总干质量为730千克

仪器、样品返回级和机械臂安装在结构顶部

萤火一号（主角首次露面）

质量为115公斤

主体为箱形，0.75 0.75 0.65米，带有两个太阳能电池板翼，从顶端到顶端延伸至6.85米

它还带有一个直径95厘米的高增益天线。太阳能电池板将提供90瓦的平均功率

达成目标：

飞船没有按计划进行燃烧，无法进入火星轨道，也无法离开地球轨道。它于2012年1月15日再次进入地球大气层

载荷：

火卫-土壤号

FOGS伽玛能谱仪

MAL-1质谱仪“热挂链”（Termofob）探测器“地震-1”（Seismo-1）地震仪

“流星-F”（Meteor-F）宇宙尘埃探测器

机械臂

进气膜盒（inlet capsule）

电视摄像机（用于视觉控制）

萤火一号

萤火一号和火卫一-土壤号将携带类似的空间物理科学载荷，以便对火星空间环境进行协调观测。它们还将结合使用超高频无线电掩星链路研究火星电离层

有效载荷包括：

摄像机

等离子体探测器

磁强计

任务载具：天顶2号

由前苏联南方设计局、马卡罗夫南部机械制造厂研发，高57米，直径3.9米，级数为二级，近地轨道载荷为13.74吨，首次发射时间为1985年04月13日

——11月26日，美国发射“好奇号”火星车

基本情况：

动力为放射性同位素热电池(钚-238)，臂 长2.1m车轮直径0.5米高 度2.1m宽 度2.8m

达成目标：

2012年8月成功登陆火星表面盖尔陨石坑

它是美国第七个火星着陆探测器，第四台火星车，也是世界上第一辆采用核动力驱动的火星车

载荷：

核电池提供稳定动力：“好奇”号的动力由一台多任务放射性同位素热电发生器提供，其本质上是一块核电池

天空起重机：美国宇航局专门为“好奇号”火星车设计了一套复杂的着陆程序

桅杆相机：（MastCam）是“好奇”号的主要成像工具，负责拍摄火星地貌的高解析度彩色照片和视频，供科学家进行分析

火星手持透镜成像仪：（MAHLI）功能相当于一个超级放大镜，允许地球上的科学家更细致地观察火星上的岩石和土壤

火星降落成像仪：（MARDI）是一台小型摄影机，安装在“好奇”号的主车身上，负责拍摄“好奇”号降落火星地面过程的影像

火星样本分析仪：（SAM）是“好奇”号的心脏，重83磅（约合38公斤），占到“好奇”号所携科学仪器总重量的一半左右。SAM由3个独立的仪器构成，分别是质谱仪、气相色谱仪和激光分光计

化学与矿物学分析仪“（CheMin）可用于确定火星上的矿物类型和数量，帮助科学家进一步了解这颗红色星球过去的环境

化学与摄像机仪器：（ChemCam）可以向30英尺（约合9米）外的火星岩石发射激光，使其蒸发，而后分析蒸发的岩石成分

阿尔法粒子X射线分光计：（APXS）安装在“好奇”号机械臂末端，负责测量火星岩石和泥土中不同化学元素的数量

中子反照率动态探测器：（DAN）安装在“好奇”号主车身背部附近，将帮助火星车寻找火星地下的冰和含水矿物质

辐射评估探测器：（RAD）体积与一个烤面包机相当，在设计上用于帮助准备未来的火星探索任务

火星车环境监测站：（REMS）安装在“好奇”号桅杆中部，是一座火星天气监测站，负责测量大气压、湿度、风速和风向、空气温度、地面温度以及紫外辐射所有这些数据汇聚成每日和每季报告，帮助科学家详细了解火星环境

火星科学实验室进入、降落与着陆仪：（MEDLI）并不是“好奇”号携带的仪器之一。这一装置内置在隔热板中，负责在“好奇”号穿过火星大气层过程中对其进行保护

导航相机：好奇号在桅杆上装有两对导航用的黑白3D相机,每个有45度的视野

化学相机：用高能镭射在远达七米外气化分析目标，通过分析过程中发出的强光，来测定目标物的成分

避险相机：好奇号在四个角落的较低位置各装有一对避开障碍用的黑白3D相机,每个约有120度的视野

机械手臂：好奇号的机械手臂备有钻头，可钻入岩石内部采集样本，并在机身内进行化验，将分析结果及时回传地球上的NASA

任务载具：宇宙神5-401

2013年

——11月05日，印度发射“火星船”火星（曼加里安）

基本情况：

重1.35吨，大小有如一个标准冰箱，外层覆盖着金色反光箔

达成目标：

经过十个月到达火星轨道

载荷：

携带了火星彩色相机、红外成像、甲烷探测仪等五台设备

任务载具：极地卫星运载火箭

是四节火箭，有固态及液态燃料系统交互使用，第一节为固态推进火箭有138顿重的燃料（HTPB），高度44米，直径为2.8米，1994年10月首次成功发射

——11月18日，美国发射火星大气和挥发物演化探测器（MAVEN）

基本情况：

洛克希德马丁公司根据美国宇航局火星勘测轨道器和奥德赛轨道器的设计建造了这艘飞船

带有两个太阳能电池板“翅膀”的立方体初级中心结构组成

中心结构为2.3 x 2.3 m x 2 m高，由夹在石墨复合材料面板之间的铝蜂窝板构成。一个直径为1.3米的圆柱形推进剂罐位于结构的中心，作为主要的垂直承重结构。这个罐子能装1640公斤的联氨

达成目标：

2014年9月22日抵达火星后，MAVEN将利用其推进系统进入地球上方380公里 4.46万公里、倾角75度的椭圆轨道

探测器的八个科学仪器将在一个完整的地球年内进行测量，这大约相当于半个火星年

MAVEN还将下降到距火星表面80英里的高度，对火星整个高层大气进行采样

在其主要科学任务期间和之后，该航天器均可用于为火星表面的巡视器任务提供通信中继支持

　载荷：

太阳风电子分析仪（SWEA）是粒子与场（P&F）组件的一部分，用于测量太阳风和电离层电子

太阳风离子分析仪（SWIA）是粒子与场（P&F）组件的一部分，它测量围绕火星的太阳风和磁鞘质子流，并限制太阳风与高层大气相互作用的性质

超热和热离子组成仪（STATIC）它是粒子与场（P&F）的一部分，用来测量热离子，以调节逃逸离子的能量

太阳高能粒子仪（SEP）是粒子与场（P&F）组件的一部分，用于测定太阳高能粒子对高层大气的影响

兰米尔探针和波仪器（LPW）是粒子与场（P&F）组件的一部分，用于确定电离层的性质、高层大气的波加热以及太阳紫外辐射到大气的输入

极紫外监测仪（EUV）是LPW的一部分，测量太阳极紫外探测器的输入和变化，以及火星高层大气的波加热

磁强计（MAG）是粒子与场（P&F）组件的一部分，用于测量行星际太阳风和电离层磁场

成像紫外光谱仪（IUVS）是遥感（Remote Sensing）组件的一部分，通过遥感测量高层大气和电离层的全球特征

中性气体和离子质谱仪（NGIMS）测量热中性粒子和离子的组成和同位素

任务载具：宇宙神5-401

2016年

——3月14日欧洲航天局、俄罗斯发射ExoMars（Exobiology on Mars）微量气体轨道飞行器（TGO）

基本情况：

设计用于测试进入、下降和着陆技术，EDM（斯基亚帕雷利Schiaparelli）也提供有限但有用的科学能力

EDM将搭载一个科学包，登陆后将在火星表面短期运行，计划持续约9天

航天器的发射质量为4332千克，其中包括600千克的“斯基亚帕雷利”着陆器和推进剂

微量气体轨道飞行器呈长方体，3.2米 2米 2米，两个太阳能电池板的翼尖之间跨度为17.5米

达成目标：

2016年10月19日，TGO进入环绕火星的轨道

斯基亚帕雷利在计划登陆火星前1分钟停止与任务控制中心的通信

载荷：

NOMAD——火星质心和掩星观测位于TGO上，它组合了三台光谱仪，两台红外线和一台紫外线仪器，通过太阳掩星和直接反射光的最低点观测，对包括甲烷和许多其他物种在内的大气成分进行高灵敏度轨道识别

ACS–大气化学套件由三个红外仪器组成的位于TGO上的装置将帮助科学家研究火星大气的化学和结构

CaSSIS-彩色和立体表面成像系统，TGO上的一种高分辨率相机（每像素5米），能够在宽范围内获得彩色和立体图像

火星表面尘埃特征描述、风险评估和环境分析仪（DREAMS）位于斯基亚帕雷利上。它包括一套传感器，用于测量风速和风向（MetWind）、湿度（DREAMS-H）、压力（DREAMS-P）、接近表面的大气温度（MarsTem），大气的透明度（太阳辐照度传感器，SIS）和大气带电（大气辐射和电传感器；微阵列）

大气火星进入和着陆调查与分析（AMELIA）斯基亚帕雷利登火和降落科学小组将执行一个名为AMELIA的计划，研究斯基亚帕雷利的工程数据，以重建其轨道，并确定从高空到地表的大气条件，如密度和风

组合式气动热和辐射计传感器仪器包（COMARS+）为了了解成功进入火星、降落和登陆火星所需的工程和物理学知识，确定斯基亚帕雷利的外表面会发生什么变化是至关重要的

斯基亚帕雷利降落照相机（DECA）是赫歇尔太空船上的视觉监控摄像机的备用飞行部件

着陆用漫游激光反射器研究仪（INRRI）是一个立方角激光回复反射器（CCR），位于斯基亚帕雷利面向天顶的表面

任务载具：质子M

由前苏联/俄罗斯赫鲁尼切夫国家研究与生产空间中心、化工自动设计局研发，高58.2米，直径7.4米，级数为三级/四级，近地轨道载荷为23吨，同步转移轨道载荷6.92吨，首次发射2001年04月07日

2018年

——05月05日，美国发射“洞察”号火星探测器

基本情况：

一起发射的是一个名为“火星立方体一号”（MarCO Cube One）的技术演示立方体卫星对（MarCO A和MarCO B）

洞察号着陆器由一个容纳科学载荷的平台和两个从对边延伸的圆盘状太阳能电池板阵列组成。直径约为108.56cm的平台由支起约108.1cm的支腿支撑

达成目标：

在为期半年的火星轨道转移后，洞察号于11月26日降落在埃律西昂平原西部

火星立方体一号

载荷：

SEIS（内部结构地震实验）测量火星内部活动引起的振动，以阐明地壳、地幔和地核的性质

HP3（热流和物理性质探测器）是一个透过地面的温度传感器阵列

RISE（旋转和内部结构实验室）使用X波段通信系统对行星运动的精确跟踪

任务载具：宇宙神5-401

2020年

——7月19日，阿联酋在日本种子岛发射希望号（Hope）火星探测器

基本情况：

希望号总质量（包括燃料）为1500千克

它是一个六边形棱柱体，每边宽2.37米，高2.90米，由蜂窝铝板和复合材料面板构成，三个太阳能电池板翅膀固定在顶部平台上

达成目标：

2021年2月9日，经过约7个月、近5亿公里的“太空旅行”，阿拉伯联合酋长国首个火星探测器“希望”号成功进入火星轨道，开始对火星大气层的监测和研究

载荷：

携带三个安装在飞船一侧的科学仪器组：

探测成像仪（EXI）——一种高分辨率多波段（可见光和紫外）相机

火星紫外线和远紫外光谱仪（EMU）

火星红外光谱仪（EMIR）和FTIR扫描光谱仪

任务载具：H-2A

由日本三菱重工研发，高53米，直径4米，级数为二级半，近地轨道载荷为10-15吨，同步转移轨道载荷4.1-6吨，首次发射2001年08月29日

——7月23日，中国成功发射“天问一号”探测器（主角正式登场）

基本情况：

总质量约约5吨（着陆巡视器“祝融号”约1300公斤，环绕器干重不多于1200公斤，推进剂不少于2500公斤

达成目标：

于2021年2月到达火星附近，实施火星捕获

2021年5月择机实施降轨，着陆巡视器与环绕器分离，软着陆火星表面，火星车驶离着陆平台，开展巡视探测等工作 ，对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等科学探测，实现中国在深空探测领域的技术跨越

载荷：

着陆巡视器由进入舱和火星车组成，进入舱完成火星进入、下降、着陆任务，火星车配置多光谱相机、次表层探测雷达、火星表面成分探测仪、火星表面磁场探测仪、火星气象测量仪、地形相机共6台科学载荷，在着陆区开展巡视探测。

环绕器配置中分辨率相机、高分辨率相机、次表层探测雷达、火星矿物光谱探测仪、火星磁强计、火星离子与中性粒子分析仪、火星能量粒子分析仪共7台科学载荷，对火星开展全球性、普查性探测。

任务载具：长征5号Y4

由中国运载火箭技术研究院研制，直径芯级5米，助推器3.35米，级数为二级半，近地轨道载荷32吨，同步转移轨道载荷14吨，地月转移轨道载荷8.2吨，首次发射时间2016年11月3日

——7月30日，美国发射“毅力号”

基本情况：

搭载了“机智号”（Ingenuity）火星直升机——一种设计用于在稀薄的火星大气层中飞行的小型旋翼机

火星车重约1050公斤，长约3米，宽2.7米，高2.2米。它有六个直径52.5厘米的轮子和一个2.1米长的机械臂

达成目标：

2021年2月18日20:55，毅力号着陆成功

载荷：

Mastcam-Z是安装在桅杆上的摄像机系统的名称，该系统在毅力号火星车上配备了变焦功能

火星环境动力学分析仪被称为MEDA，它可以进行天气测量，包括风速和风向、温度和湿度，还可以测量火星大气中尘埃粒子的数量和大小

MOXIE火星氧气原位资源利用实验是一个全新的载荷

PIXL，X射线岩石行星化学仪器叫做

RIMFAX火星地下实验的雷达成像仪

SHERLOC利用拉曼光谱和发光光谱对有机物和化学物质进行扫描的环境仪

SuperCam毅力号火星车上的“超级摄像头”用照相机、激光和光谱仪检查岩石和土壤，寻找可能与火星上过去生命有关的有机化合物

任务载具：宇宙神5

以上至今为止的所有的人造火星探测器已经整理完毕，2022也是一个火星探测年，让我们继续翘首以盼会有哪些新的技术会被运用，又有什么新的事物被发现。

同时祝愿“祝融”“天问”顺利醒来。

参考资料：

1、wiki百科

2、快懂百科

3、中国航天科技集团

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