执行中国首次火星探测任务（行星探测工程“天问一号”任务）的“长征五号”遥四运载火箭，图源中国航天，摄影：崔岳豪。
刚刚，“天问一号”火星探测器在我国海南文昌发射场发射升空。这是中国首次行星探测任务。“天问一号”由轨道器、着陆器、巡视器三个部分组成，总质量约5吨。本次探测任务将一次性完成“绕、落、巡”三大任务，这也标志着我国行星探测的大幕正式拉开。
火星之所以成为人类太空移民的首选地，首先是因为它是与地球相对距离比较近的邻居之一，与地球同处于太阳系的“宜居带”中。另外，很多学者认为火星曾经具备非常宜居的行星环境，也是太阳系内跟地球环境最相似的行星。火星实际上拥有支持生命所需的所有资源，未来人类有可能通过开发、改造与利用，形成新科技文明，让人类实现在另一个星球的繁衍，成为多星球、跨星际的物种。
关于火星探测，一个常见的名词就是“火星冲日”，每26个月才会出现一次的天文现象。地球的公转周期是365天，火星的公转周期是687天，二者会合周期是779.9天。由于行星公转的非均匀性，可以说地球和火星处于最近点的时间间隔为780天，也就是约26个月，这意味着一旦错过发射窗口就需要再等两年。
探测火星的难度主要存在于在地球与火星之间距离遥远，以及对火星环境的不可控性上。相比地月距离，地球与火星的距离最远时约为4亿千米，最近时也有约5600万千米。以我国这次将要发射的火星探测器为例，需要飞行200多天才能到达遥远的火星。这带来的首个挑战，就是在携带燃料有限的情况下，探测器如何能够飞越如此遥远的距离，并且要精准地进入火星轨道。
通常来说火星探测有四种方式：探测器从火星轨道飞掠，抓拍照片；在火星轨道上绕飞，进行遥感探测的环绕器；探测器实际降落到火星表面，开展火表就位探测和实验；以及能在火星上具备移动能力的巡视器（火星车）。
“天问一号”是我国首次自主执行火星探测任务，计划一步实现火星环绕、着陆和巡视探测，获取丰富、立体、多样的火星探测科学数据，这在世界航天史上还没有过先例。即使我们有了“五战五捷”的探月经验作为基础，也依然面临着非常大的挑战。
根据目前的计划，探测器将于2021年2月11日前后进入环绕火星运行的轨道，并于2021年4月23日通过着陆器降落火星车到火星表面，进行设计寿命90天的探索工作。
“天问一号”独自飞向火星的孤独之旅大概需要7个月的时间，在惯性飞行过程中不需要消耗燃料。等到达火星轨道时，探测器会择机进行“刹车”制动，降低飞行速度进入火星引力场范围，切入火星轨道，被火星捕获。这又是一个精准的操控过程：在切入火星轨道时，如果切入点离火星太近，探测器可能会坠毁；如果太远，探测器可能无法被引力捕获而掠过火星。
火星探测器需要将2万多公里每小时的超高速，减到火星着陆时的零速度，整个过程需要在7分钟内完成，也被行内称为“恐怖7分钟”。在7分钟内，让其速度在受控状态下降为零。我们知道火星大气密度却只有地球的1%，并不利于降速。实现在火星上的安全着陆，是火星探测任务中技术难度最大、失败率最高的环节。
“天问一号”的命名来源于中国伟大的爱国主义诗人屈原长诗《天问》，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着，体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技不断创新永无止境。
人们现在认为火星在几十亿年前曾是适合生命演化的环境，那么今天火星上到底有生命吗？如果今天没有，是否的确存在过生命？如果存在过，火星的生命起源跟地球有什么相似之处，是否有着共同的起源？这些问题都直指最基本的问题，我们是谁，我们从哪里来，要往何处去。
火星是太阳系中与地球环境最相似，且距离第二近的行星，了解火星对研究地球早期历史和生命起源有着重要价值，也对人类拓展生存空间具有重要意义。因此它也成为目前除地球以外人类研究程度最高的行星。如果“天问一号”探测任务成功完成，也将为我们提供关于火星的大量全新信息。