2020年我國有兩項對地外天體的重大探測活動：執行首次火星探測任務的“天問一號”和首次月球採樣返回任務的“嫦娥五號”。由於對運載能力的高要求，這兩項發射任務自然只能由我國現役最大的運載火箭——長征五號擔綱發射主角。新一代大型運載火箭長征五號，大幅度提升了我國自主進入空間的能力，達到近地軌道（LEO）運載能力25噸級、地球同步轉移軌道(GTO)運載能力14噸級。為實施載人航天空間站工程、探月工程三期、探火工程等重大航天工程項目提供高性能運載工具。
對月球及更遠的天體或空間開展的探測活動普遍認為是深空探測。同是深空探測任務，火星與月球環境差異顯著，這些差異給火星探測器發射任務的設計要求帶來了質的變化，為適應這些特殊變化，需要相關關鍵技術。火星與月球探測器發射的差異主要表現目標天體運動規律不同。月球是地球的天然衛星，主要在地球的引力作用下繞地球公轉，而火星是行星，與地球同在太陽的引力作用下繞太陽公轉。這種差異對發射任務軌道設計的要求截然不同，比如在發射窗口方面，理論上月球探測每個月都有發射機會，而火星探測每26個月才出現一次發射機會（此時地球與火星處於相對較近位置），對整個任務的總體設計、可靠性設計、計劃管理等方面提出了更高的要求。
火星探測任務約束條件和設計狀態複雜，運載能力、發射窗口、測控通信能力等總體指標與發射能量、近火制動能量、射向、航落區安全、中繼軌道、任務軌道、著陸時機、有效載荷工作模式、科學探測數據量等關鍵因素密切耦合，是典型的非線性、多目標問題，多系統密切配合，通過開展發射軌道與飛行軌道一體化設計，可靠發射等專題研究，進行綜合權衡與優化，保證各項總體指標協調匹配、總體最優。
首次火星探測任務計劃於2020年7月至8月擇機在文昌航天發射場，使用長征五號運載火箭直接將火星探測器發射至地火轉移軌道。
此次發射最大的看點是“胖五”將首次飛出11.2千米/秒的第二宇宙速度，託舉探測器完全脫離地球引力，奔向火星。第二宇宙速度也稱為逃逸速度，達到這一速度的航天器將成為圍繞太陽運行的人造行星。
“胖五”提供的發射能量（也就是分離時探測器動能和勢能的總和）將是探測器飛往火星的主要能量來源。探測器與運載火箭分離後，將開啟漫長的奔火之旅，大約要飛行7個月的時間，期間還需要經過中途修正，修正軌道偏差。在靠近火星附近時探測器將實施制動，實現被火星的引力場所捕獲，進入週期約10個火星日的環火橢圓軌道，再擇機實施軌道機動，進入週期約2個火星日的橢圓停泊軌道，完成著陸區預先探測和著陸點調整後，擇機釋放著陸巡視器。環繞器隨即進行軌道調整，進入中繼通信軌道。
著陸巡視器與環繞器分離後，進入火星大氣，通過氣動外形、降落傘、反推發動機等多級減速和著陸腿緩衝，軟著陸於火星表面。巡視器與承載平臺分離，在火星表面開展巡視科學探測。
來源 北京日報客戶端| 記者 張航 通訊員 錢航 姜哲 郭文彬 黃文強
編輯 匡峰
流程編輯 劉偉利
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