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2009年美国国家航空航天局与麻省理工学院合作的火星科学实验室将于2009年12月启程前往火星，它将在火星表面着陆，并且拥有六个轮子，拥有前所未有的机动性能，并且使用核能提供电力，至少在火星表面工作一个火星年的时间。同时，火星科学实验室还将携带各种先进的仪器，它将配有200万像素的主照相机，配合10倍光学变焦镜头和三色真彩色感光能力，将可以拍摄到超高清晰度的全景照片，同时这部相机还将内置MPEG-2硬件视频压缩能力，可以拍摄每秒10帧的高清晰视频，相机本身将配有至少256MB内存和8GB闪存以暂时保存拍摄的照片和视频，配合火星通信轨道器提供的基于激光通信的超高带宽支持，火星科学实验室将会使现在正在火星上工作的双胞胎火星车勇气号和机遇号相形见绌。2011年在2011年，美国国家航空航天局预计将进行第二次火星侦察任务。这次任务预计将是个双重任务，因为美国国家航空航天局将同时把两个不同的计划送往火星。目前美国国家航空航天局尚未决定要将哪两个计划送往火星，一些可能获选的计划包括了（每位任职于美国国家航空航天局的科学家只能选择一个计划）：Artemis 这个计划将从绕行火星的母船中发射碟形登陆器登陆火星，每个直径两英尺，最多可能发射四个。每个登陆器将利用降落伞的方式登陆火星表面，并分析火星土壤与大气。四个登陆器其中的两个预计将登陆在火星的极地区域。 CryoScout 这个计划将建造一个鱼雷外型的探测器，并且利用喷嘴加热的方式融化火星极地的冰冠。探测器预计将深入地表100码（91米），并且分析这些融化的水以判断火星极地的状态。 KittyHawk 这个计划预计将建造三台或四台滑翔机，滑翔机翼展约六呎（1.83米），并且探测水手峡谷。这些滑翔机将携带红外线频谱仪与照相机。 Naiades 本计划的命名由来为希腊神话中居住在山林水泽中的女神。这个计划预计将两台登陆器送往可能含有地下水的区域，并且使用低频电磁与其他装备探测火星是否有地下水存在。 Pascal 本计划预计制造24台小型气象观测站，并且将其散布在火星各地。 Urey 本计划预计包含登陆器/探测车两者，以研究火星岩的年龄。计划预计将针对Cerberus高原一带进行研究，并且将会寻找特定的矿物，以帮助科学家研究火星上的陨石坑与月球上的陨石坑的不同点。2011年以后美国的火星样本取回任务计划将于2013年实施，计划于2016年将半千克左右的火星土壤和岩芯样本送回地球作进一步研究。这个计划包括一个环绕火星轨道运行的返回装置和一到两个着陆装置，着陆装置可能配备有可以小范围移动的火星车，如果那时火星科学实验室仍然可以工作，可能也会利用火星科学实验室在大范围内提前采集样本，或者再发射一枚类似火星科学实验室的火星车用于这个目的。采集样本以后，样本将会被一枚小型火箭发射到火星轨道，与返回装置对接，这个对接也可能不只一次，然后由它将样本一次性送回地球。2018年的火星任务将是一个着陆器，用于寻找火星上可能存在生命的证据。2020年，“机智”号火星直升机已在美国航天局喷气推进实验室的太空模拟装置内顺利完成飞行测试，下一次飞行任务将在火星上进行。按计划，“机智”号将搭乘“毅力”号火星车于2020年7月发射升空，预计于2021年2月抵达火星。这将是人类首架在另一行星表面起飞的飞行器。2021年2月18日下午，美国“毅力号”火星车成功登陆火星，成为美国国家航空航天局（NASA）第5个成功登陆的火星车。“毅力号”将在火星采集样本并试图寻找生命存在的证据。2037年在于印度南部城市海得拉巴举行的第58届国际宇航联合会大会上，美国宇航局宣布计划在2037年派宇航员登上火星，而不是之前传闻的2031年。整个计划共分四个阶段：阶段1：（现在到2009年）会对第一次任务进行充足准备，包括定立探测目标、技术研发和寻求国际合作。阶段2：（2009年后）已发射的卫星将探测火星环境，所得的数据用作火星软着陆之用。阶段3：发射火星着陆器并携带一辆火星车，在火星上软着陆。阶段4：成立火星表面观察站、发展飞行器穿梭地球与火星、并且建立火星基地供机械探测器进入。此阶段的最终目标是为将来人类登陆火星提供基础，令人类可在火星观察站中观察火星。萤火一号（YH-1）是中国火星探测计划中的第一颗火星探测器，作为中俄航天合作项目之一，计划于2011年和俄罗斯的“福布斯-土壤”（Phobos-Grunt）卫星一起搭载联盟号运载火箭从拜科努尔航天中心发射升空。大约经历10至11个半月的飞行后，进入火星轨道。萤火一号主要研究火星的电离层及周围空间环境，火星磁场等。2008年4月完成初样并公布于众。2009年6月完成正样并赴俄罗斯联合测试。
设计参数为：尺寸：750×750×600 mm重量：110 kg功率：90 W（平均）180 W（峰值）数据传输速率：80 bit/s太阳能电池板，2 x 3块，全长7.85米中国火星探测计划是中国第一个火星探测计划，中国航天局将与俄罗斯联邦航天局合作共同探索火星。中国首颗火星探测器“萤火一号”同俄罗斯“福布斯－土壤”探测器于北京时间2011年11月9日4时16分在位于哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场搭乘俄运载火箭发射升空。火星探测器“福布斯－土壤”探测器未能按计划变轨。他说：“我们度过了一个非常沉重的深夜，我们很长一段时间都无法找到这个太空飞行器。终于确定了它的位置，并且查明，其发动装置没有工作，两次点火都没有成功。”这意味着，中国的第一颗火星探测器发射以失败告终。2016年1月18日，有消息称，我国火星探测项目正在立项，首次发射有望实现“绕、落、巡”的三阶段探测任务。这是北京空间科技信息研究所所长原民辉今天在《国际太空》和《卫星应用》联合主办的年度全球和中国十大航天新闻发布会上透露的消息。《国际太空》杂志主编庞之浩透露，我国火星探测的一时间点可能在2020年。2019年1月14日，国新办举行探月工程嫦娥四号任务有关情况新闻发布会。国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华在发布会上表示，我国首次火星探测任务将于2020年前后实施。2019年11月14日，在位于河北怀来的地外天体着陆综合试验场，我国火星探测任务首次公开亮相。受中国国家航天局邀请，部分外国驻华使馆及国际组织人员观摩了中国首次火星探测任务着陆器悬停避障试验，并参观相关试验设施。该试验模拟了着陆器在火星环境下悬停、避障、缓速下降的过程，对其设计正确性进行了综合验证。据介绍，中国首次火星探测任务计划于2020年择机实施，目标是通过一次发射任务，实现火星环绕和着陆巡视，开展火星全球性和综合性探测，并对火星表面重点地区精细巡视勘查。本次着陆器悬停避障试验在亚洲最大的地外天体着陆综合试验场进行，模拟了火星重力环境（火星重力加速度约为地球的1/3）。2020年3月10日，北京航天飞行控制中心圆满完成中国首次火星探测任务无线联试，充分验证了探测器与地面系统的接口匹配性和一致性，对各类方案、技术状态、软硬件系统进行了全面测试，为任务顺利开展打下了坚实基础。2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为“天问系列”，首次火星探测任务被命名为“天问一号”，后续行星任务依次编号。2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭托举着中国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。2021年5月14日，据国家航天局官网消息，根据目前飞行情况，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。2021年5月15日7时18分，科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认，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，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。5月17日8时，天问一号环绕器已实施第四次近火制动，顺利进入周期为8.2小时中继通信轨道。祝融号火星车正在按计划开展周围环境感知和状态检查，各系统工作正常。两器已建立器间通信链路，第一次通过环绕器传回火星车遥测数据。2021年6月11日，国家航天局在京举行天问一号探测器着陆火星首批科学影像图揭幕仪式，公布了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。2021年6月12日，国家航天局举办新闻发布会，介绍中国首次火星探测任务情况。后续将开展火星取样返回和木星系探测任务。印度准备在2012年至2013年之间发射火星探测器，参加火星探测的全球竞争与合作。日本希望号火星探测器于1998年7月3日发射升空，是日本第一个火星探测器，也使日本成为世界上第三个发射火星探测器的国家。日本火星探测器希望号在艰难地飞行了5年之后，最终于2003年12月9日被放弃。至此，日本的首次火星探测行动宣告失败。日本目前尚无探测计划。美国宇航局拟订了载人登陆火星的新计划，打算在2031年2月派宇航员远征火星。同为太阳系八大行星之一，火星与地球相邻，离地球最近距离约5500万公里。按照美国宇航局的新计划，重达400吨的载人飞船从地球飞到火星，将需六七个月的时间，加上在火星停留及返回，整个过程约需30个月。载人飞船将由3到4枚新型重型运载火箭“战神”-5从地面发射到地球低轨道后组装而成。“兵马未到，粮草先行”，宇航员登陆火星前，美国宇航局将分别于2028年和2029年向火星发射货运登陆舱和星面居住舱，为宇航员在火星上登陆和工作做准备。“战神”-5正在研制当中，如果研制成功，这将是美国载荷最大的运载火箭。这种火箭使用先进的低温燃料推进剂，可把140吨载荷运送到地球低轨道，也可把大约70吨载荷运往月球。美国宇航员登陆火星后，将在星面居住一段时间，最多可达16个月。期间，宇航员将使用核能为工作和生活提供所需的动力。由于火星没有空气和水，宇航员登陆火星时，将使用“密闭循环”生命维持系统，不断循环使用空气和水。为了在火星上长期生存，飞船还将种植一些蔬菜和水果，供宇航员食用。同时，也让宇航员有一种生活在地球上的感觉，有利于身心健康。鉴于这将是人类最为复杂的太空远征，美国宇航局还计划在月球上对登陆火星进行预演，以确保万无一失。
