祝融号

哈工大邓宗全院士团队自2013年起与中国空间技术研究院总体部合作成功研制的火星车移动系统、转移坡道机构，成为本次火星探测任务的工程亮点。

哈工大机电学院高海波教授主持参研了“祝融号”火星车移动系统。针对火星表面松软崎岖的地貌，火星车在软沙中易发生打滑自陷、牵引力不足的问题，联合提出了具有蠕动脱陷功能的主被动复合式火星车移动系统构型。采用该构型的火星车具有蠕动脱陷、蠕动爬坡、车厢升降防托底、悬架主动折展、车轮抬起等独特功能，具有很强的脱陷能力和爬坡能力。

哈工大机电学院姜生元教授主持参研了“祝融号”火星车转移坡道机构。该转移坡道机构折叠布置在着陆器顶端，它可实现前后两个方向的选择性抽展，并具有适应形貌复杂的火星表面的功能，能够确保“祝融号”火星车的平顺转移。^[3]

“天问一号”环绕器进入环火轨道后，先开展约三个月的对地观测，特别是对预选着陆区进行详细勘测。之后携带火星车的着陆器将与环绕器分离，利用降落伞和反推火箭在火星表面着陆，并开展为期90个火星日（一个火星日约24小时39分35.2秒）的巡视探测任务。火星车要完成的科学探测任务有：火星巡视区形貌和地质构造探测，火星巡视区土壤结构（剖面）探测和水冰探查，火星巡视区表面元素、矿物和岩石类型探查，以及火星巡视区大气物理特征与表面环境探测。^[4]

天问一号任务的科学目标是研究火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等。

探测器自2020年7月23日发射以来，在地火转移飞行、环火轨道运行期间，环绕器配置的中分辨率相机、高分辨率相机、矿物光谱分析仪、磁强计等7台科学载荷陆续开机探测，获取科学数据。火面工作期间，火星车将按计划开展巡视区环境感知、火面移动和科学探测，通过配置的地形相机、多光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪等6台载荷，对巡视区开展详细探测。同时，环绕器将运行在中继轨道，为火星车巡视探测提供稳定的中继通信，兼顾开展环绕探测。^[5]

2021年11月8日，“天问一号”环绕器成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。执行任务以来，“祝融号”火星车已圆满完成既定巡视探测任务目标，各项状态良好，继续开展探测任务。截至目前，火星车在火星表面工作174个火星日，累计行驶1253米。^[6]

同月，中国“天问一号”与欧空局“火星快车”任务团队合作，开展了“祝融号”火星车与“火星快车”轨道器在轨中继通信试验，取得圆满成功。据介绍，试验前，双方向各自探测器上行指令做好试验准备。在约定时刻，由“祝融号”向“火星快车”发送测试数据，通信距离约4000千米，通信时长10分钟。“火星快车”接收数据后转发给欧空局所属深空测控站，测控站接收后发送给欧洲空间操作中心，后者再转发至北京航天飞行控制中心，由中方技术团队解译后，判读数据的正确性。

2022年2月4日，天问一号祝融火星车通过其官方微博，晒出了带着北京冬奥吉祥物冰墩墩、雪容融上火星的照片。

2022年3月24日，“祝融号”火星车在火星表面工作306个火星日，累计行驶1784米，“天问一号”环绕器在轨运行609天，距离地球2.77亿千米，当前两器运行正常。

2022年4月6日，“祝融号”累计行驶1875米，回传约700GB原始科学数据，确定了着陆区土壤的力学参数、发现了着陆区可能与水/冰活动相关的典型地貌。

2022年5月1日，据国家航天局探月与航天工程中心消息，“祝融号”火星车累计行驶1921米，火星表面工作342个火星日，离家2.4亿公里。^[7]

截至2022年5月5日，“天问一号”环绕器在轨运行651天，距离地球2.4亿千米，“祝融号”火星车在火星表面工作347个火星日，累计行驶1921米，两器累计获取约940GB原始科学数据，运行正常。

“祝融号”火星车所在的火星北半球于2022年7月21日迎来冬至。

2022年9月，中国科学院地质与地球物理研究所火星研究团队利用祝融号火星车获取的雷达数据，揭示了祝融号着陆区表面以下0至80米深度的浅表精细结构和物性特征，为深入认识火星地质演化与环境、气候变迁提供了重要依据。

2022年9月，天问一号火星探测最新研究表明：“祝融号”火星车着陆区火星表面数米厚的风化层下存在两套向上变细的沉积层序，可能反映了约35亿-32亿年以来多期次与水活动相关的火表改造过程。该区域火表以下0-80米未发现液态水存在的证据，但不排除存在盐冰的可能。

祝融号火星车的高度有1米85，重量达到240公斤左右。设计寿命为3个火星月，相当于约92个地球日。^[1]

祝融号火星车搭载了6台科学载荷，包括：

（1）火星表面成分探测仪，火星表面成分探测仪包括激光诱导击穿光谱仪（LIBS），短波红外光谱显微成像仪（SWIR）和微成像相机。LIBS（240～850nm）用于元素组成分析；SWIR（850～2400nm）用于矿物和岩石的分析和识别；微成像相机（900～1000nm）可以获得探测目标的高空间分辨率图像。

（2）多光谱相机，获取着陆点周围的地形、地貌和地质背景信息，进行空间分析，获得岩石、土壤等可见近红外光谱数据；采集各种白天和黑夜的天空图像，以进行特定的大气、气象和天文研究。

（3）导航地形相机，拍摄广角图片，指导火星车的移动并寻找感兴趣的目标（岩石/土壤等）；结合环绕器上搭载的高分辨率相机，将它们拍摄到的地面图像进行比对，可以校准火星表面的真实情况；为其他科学载荷寻找感兴趣的探测目标或区域。

（4）火星车次表层探测雷达，次表层探测雷达可以探测火星土壤的地下分层和厚度。包含两个通道，低频通道（15～95MHz）可以穿透10～100米的深度（空间分辨率为几米）；高频通道（0.45～2.15GHz）可以穿透3～10米的深度（空间分辨率为几厘米）。次表层探测雷达可以随火星车移动，持续收集地下雷达信号，探测地下物质的大小和分布特征，并在垂直和水平方向上约束地下分层结构，制约地下水冰和挥发物（如，水合矿物质等）的分布。

（5）火星表面磁场探测仪，检测火星表面磁场，火星磁场指数以及火星电离层中的电流。其主要优点是可随火星车移动；与环绕器上搭载的磁强计协同观测，将对理解火星内部的演变具有极其重要的意义。

（6）火星气象测量仪，用于监测火星表面温度，压力，风场和声音等的时间和空间变化。在着陆之前，还可以在环火轨道上收集温度和声音数据。

祝融号火星车相较于国外的火星车其移动能力更强大，设计也更复杂。它采用主动悬架，6个车轮均可独立驱动，独立转向。除前进、后退、四轮转向行驶等功能外，还具备蟹行运动能力，用于灵活避障以及大角度爬坡。更强大的功能还包括车体升降（在火星极端环境表面可以利用车体升降摆脱沉陷）、尺蠖运动（配合车体升降，在松软地形上前进或后退）和抬轮排故（遇到车轮故障的情况，通过质心位置调整及夹角与离合的配合，将故障车轮抬离地面，继续行驶）。

2021年3月2日，中国首辆火星车全球征名活动公众网络投票结束，“祝融号”以超过50万的选票荣登榜首，排名第一。^[8]

2021年4月24日，2021中国航天日开幕启动仪式在江苏南京举行。启动仪式上，中国首辆火星车名称揭晓，经全球征名、专家评审、网络投票等层层遴选，最终“祝融号”脱颖而出。^[1]

祝融在中国传统文化中被尊为最早的火神，象征着我们的祖先用火照耀大地，带来光明。首辆火星车命名为“祝融”，火神祝融登陆火星的意思，寓意点燃中国星际探测的火种，指引人类对浩瀚星空、宇宙未知的接续探索和自我超越。^[1]

赵立坚：宇宙承载着中国人民千百年来的向往。从“神舟”到“嫦娥”“玉兔”，再到“天宫”“天问”，中国人民把对遥远星空和未知宇宙的无尽憧憬寄托在这些美好的名字中。此次天问一号着陆巡视器搭载的火星车名为“祝融”。祝融是中国上古神话中的火神。火的应用促进了人类文明的发展，驱散黑暗、带来温暖。祝融号寓意点燃中国星际探测的火种，指引航天人不断超越自我，逐梦星辰。^[9]

天问一号火星着陆2020年7月23日，中国首次火星探测任务“天问一号”火星探测器成功发射入轨。

2021年2月10日，成功被火星捕获，顺利进入环火轨道。已经通过多次成像完成预选着陆区高清影像数据获取，后续将按计划开展着陆区地形地貌、气象环境分析等工作，为五月中下旬，中国首次火星探测器“天问一号”的着陆器与“祝融号”火星车登陆火星做准备。^[1]

2021年5月14日，据国家航天局官网消息，根据飞行情况，天问一号探测器拟于北京时间5月15日凌晨至5月19日期间择机着陆于火星乌托邦平原。^[10][11]

2021年5月15日7时18分，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，后续，祝融号火星车依次开展对着陆点全局成像、自检驶离着陆平台并开展巡视探测。^[12]

2021年5月17日，祝融号火星车首次通过环绕器传回遥测数据。^[13]

2021年5月19日，国家航天局发布中国首次火星探测天问一号任务探测器着陆过程两器分离和着陆后火星车拍摄的影像。图像中，着陆平台和“祝融号”火星车的驶离坡道，太阳翼、天线等机构展开正常到位。^[14][14]

2021年5月22日10时40分，“祝融号”火星车已安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。^[5]火星车携带的前避障相机a/b、后避障相机a/b，拍摄了驶离着陆平台过程影像。

截至2021年6月6日，“祝融号”火星车在火星表面已工作23个火星日，开展环境感知、火面移动、科学探测，所有科学载荷设备均已开机工作，获取科学数据。环绕器运行在周期8.2小时的中继轨道，为火星车科学探测提供中继通信。^[15]

2021年6月11日，“中国印迹”图，摄影：“祝融号”火星车由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合影”等影像图正式发布，标志着中国首次火星探测任务取得圆满成功。^[16]

2021年6月16日，“祝融号”火星车开展了全局环境感知，为后续阶段科学探测进行路径规划，并通过后避障相机，拍摄了行驶的清晰车辙。^[17]

2021年6月27日，国家航天局发布中国天问一号火星探测任务着陆和巡视探测系列实拍影像，包括着陆巡视器开伞和下降过程、“祝融号”火星车驶离着陆平台声音及火星表面移动过程视频，火星全局环境感知图像、火星车车辙图像等。截至27日上午，“祝融号”火星车已在火星表面工作42个火星日，累计行驶236米。火星车工作状态良好。^[18]

2021年7月9月，国家航天局公布祝融号传回的最新高清火星照片，图片中，火星岩石纹理特征和火星车车辙清晰可见。截至7月8日，“祝融号”火星车已在火星表面工作54个火星日，行驶里程超过300米。^[19]

2021年7月12日，“祝融号”火星车在南向巡视探测途中，路过降落伞与背罩组合体附近，利用导航地形相机对组合体进行成像，图中可见降落伞全貌和经气动烧蚀后的完整背罩结构，背罩上的姿控发动机导流孔清晰可辨，成像时火星车距离背罩约30米，距离着陆点约350米。在接近和驶离过程中，火星车前、后避障相机也拍摄到了降落伞与背罩。截至7月15日，火星车已工作60个火星日，累计行驶450米，环绕器在轨运行357天，工况正常。^[20]

截至2021年7月17日23时，“祝融号”火星车行驶里程突破一华里（509米）。祝融号已工作63个火星日，“天问一号”环绕器在轨工作359天，距离地球约3.75亿千米，单向通信时延接近21分钟。^[21]

截至2021年7月23日，“祝融号”火星车在火星表面工作68个火星日，累计行驶585米；环绕器在轨运行一周年，距离地球约3.78亿千米，单向通信时延约21分钟，两器状态良好，各系统工况正常。^[22]

截至2021年7月30日，“祝融号”火星车在火星表面工作75个火星日，环绕器在轨运行372天，两器状态良好，各系统工况正常。“祝融号”火星车已完成对第二处沙丘地貌科学探测，继续向南移动，到达一片石块、撞击坑、沙丘分布密集的复杂地形地带。^[23]

截至2021年8月6日，祝融号火星车在火星表面工作82个火星日，累计行驶里程突破800米。目前，祝融号火星车正在穿越石块、撞击坑、沙丘分布密集的复杂地形地带，后避障相机拍摄了一张车体刚刚越过石块的照片。^[24]

截至2021年8月15日，祝融号火星车在火星表面工作90个火星日(约92个地球日)，累计行驶889米，圆满完成既定巡视探测任务。后续继续向乌托邦平原南部的古海陆交界地带行驶，实施拓展任务。^[25]

截至2021年8月23日，“祝融号”火星车平安在火星度过了100天，行驶里程突破1000米。^[26]

2021年8月24日，环绕器使用高分辨率相机对着陆区域成像，获取了1米分辨率影像。图像中，火星车行驶轨迹清晰。

2021年8月30日，中国首次火星探测天问一号任务“祝融号”火星车驶上火星表面满100天，国家航天局发布了一批最新的火星影像。截至8月30日，火星车在着陆点以南方向累计行驶1064米。当前，火星车状态良好、能源充足。^[27]环绕器于8月24日使用高分辨率相机对着陆区域成像，获取了1米分辨率影像。图像中，火星车行驶轨迹清晰。

2022年3月7日，英国《新科学家》周刊网站报道，中国的祝融号火星车发现水塑造火星地貌的迹象。据报道，中国的祝融号火星车于2021年5月在乌托邦平原着陆，这是火星北部低地的一处大平原。祝融号收集的初步数据显示，那里过去曾长期受到风的影响，甚至可能被水侵蚀过。^[28]

2022年3月10日消息，《新科学家》周刊报道称，中国的祝融号火星车也有发现水塑造火星地貌的迹象。报道指出，祝融号目前收集的初步数据显示，乌托邦平原过去曾长期受到风的影响，甚至可能被水侵蚀过。

2022年3月11日，MRO在288公里高度拍摄到天问一号着陆区图像，图像中清晰可见到“祝融号”火星车和行驶过的车印。截至上次更新时，祝融号行驶里程突破1.6公里。

2022年3月，“天问一号”环绕器近火点再次经过火星车巡视区域上空，拍摄了“祝融号”巡视区0.5米分辨率影像图，“祝融号”火星车行驶路线清晰可辨。

2022年5月，中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室刘洋研究员团队，利用祝融号火星车获取的短波红外光谱和导航与地形相机数据，在着陆区发现了岩化的板状硬壳层，通过分析光谱数据发现，这些类似沉积岩的板状硬壳层富含含水硫酸盐等矿物。这标志着祝融号实现了国际上首次利用巡视器上的短波红外光谱仪在火星原位探测到含水矿物。这一发现对理解火星的气候环境演化历史具有重要意义，该成果于5月11日发表在国际学术期刊《Science Advances》上。祝融号火星车的发现表明，火星在亚马逊纪时期的水活动可能比以前认为的更加活跃。祝融号着陆区（以及火星北部平原的广泛区域）可能含有大量以含水矿物形式存在的可利用水，可供未来载人火星探测的原位资源利用。^[29]

2022年5月，祝融号火星车获取的短波红外光谱和导航与地形相机数据，在着陆区发现了岩化的板状硬壳层，通过分析光谱数据发现，这些类似沉积岩的板状硬壳层富含含水硫酸盐等矿物。

截至2022年5月5日，“天问一号”环绕器在轨运行651天，距离地球2.4亿千米，“祝融号”火星车在火星表面工作347个火星日，累计行驶1921米，两器累计获取约940GB原始科学数据，运行正常。当前，“祝融号”火星车所在区域已进入火星冬季，与地球相似，进入火星冬季后，北半球区域太阳光照高度角下降、光照时长缩短。

据国家航天局最新消息，天问一号任务团队通过环绕器获取的中分辨率图像，发现祝融号火星车巡视区经历了一次明显的沙尘暴过程。科学家对2022年3月16日和4月30日的祝融号火星车巡视区120米分辨率图像（分别见图1和图2）中的典型地貌（特别是撞击坑边缘）进行对比，结合近期祝融号火星车遥测信息反映的太阳翼发电电流的变化，可以判断当地正在经历强烈的沙尘天气。

祝融号火星车巡视区进入冬季，天气白天最高气温降至零下20摄氏度以下，夜间最低气温降至零下100摄氏度，到7月中旬火星冬至前后，气温还会进一步下降。为应对沙尘天气导致的太阳翼发电能力降低及冬季极低的环境温度，按照设计方案和飞控策略，祝融号火星车5月18日转入休眠模式。预计2022年12月前后，祝融号火星车巡视区将进入初春季节，环境条件好转后，将恢复正常工作。

2022年9月，中国科学院地质与地球物理研究所火星研究团队利用祝融号火星车获取的雷达数据，揭示了祝融号着陆区表面以下0至80米深度的浅表精细结构和物性特征，为深入认识火星地质演化与环境、气候变迁提供了重要依据。相关成果9月26日在国际学术期刊《自然》发表。^[30]

2022年9月19日晚，科技部、国家航天局等单位联合举办了一场科普活动，邀请航天领域的多名专家为青少年分享航天知识。记者在活动中获悉，预计今年12月，“祝融号”火星车在满足两个特定条件后将会自主唤醒。

2023年1月6日，中国火星探测任务科学研究成果首次发布“祝融号”火星车自主唤醒后将继续向南行。

截至2023年1月16日，祝融号已行驶1900多米，留下了近4000个“中”字。火星探测器副总设计师贾阳介绍，这样的设计不只有纪念意义，也有技术含义：根据字间距，可判断火星车是否出现打滑等风险。

祝融号火星车已累计行驶1921米，完成既定科学探测任务，获取原始科学探测数据约1600GB。

2023年5月，国际学术期刊《科学进展》发表了一项火星存在液态水的研究成果。基于“祝融号”火星车观测数据，中国科研人员首次发现“祝融号”着陆区的沙丘表面存在结壳、龟裂、团粒化、多边形脊、带状水痕等特征。光谱数据分析发现，沙丘表面富含含水硫酸盐、蛋白石、含水铁氧化物等含水矿物。^[31]同月，中国地质大学（武汉）地球科学学院肖龙教授领导的国际研究团队，通过综合分析“祝融号”火星车搭载的多光谱相机（MSCam）获取的科学数据，首次在火星表面发现海洋沉积岩的岩石学证据，证明了火星北部曾经存在过海洋。相关研究成果以《乌托邦平原海洋沉积岩的证据：祝融号火星车的观测》为题发表在综合性权威期刊《国家科学论评》。^[2]

祝融号火星车纪念币中国人民银行定于2021年8月30日发行中国首次火星探测任务成功金银纪念币一套，共3枚。8克圆形金质纪念币背面图案为“祝融号”火星车。^[32]

2021年12月30日，“祝融号火星车”入选中国新闻周刊微博公布的“2021年度十大热词”。^[33]

2023年3月17日，科学技术部高技术研究发展中心（科学技术部基础研究管理中心）发布了2022年度中国科学十大进展，“祝融号巡视雷达揭秘火星乌托邦平原浅表分层结构”入选。^[34]