着陆器和巡视器
图3-8 M-71的着陆器
1971年，苏联发射了两个M-71空间组合体，包括轨道器和着陆器（图3-8）——“火星-2”号和“火星-3”号。1971年11月21日，“火星-2”号探测器进入火星大气层时由于着陆角过大而坠毁，这是到达火星表面的第一个人造物体。1971年12月2日，“火星-3”号探测器的着陆器成功实现了火星软着陆，但回传数据只持续了14秒。
1973年，苏联又发射了两个火星探测器——“火星-6”号和“火星-7”号。“火星-7”号探测器未能进入预定轨道而飞越了火星，它离火星最近时有1300千米。在发射“火星-6”号探测器后的两个月内，地面都没有收到它的无线电信号。然而，之后的5个月却相当顺利，它自动执行了轨道修正，完成了变轨和减速，并在下降到火星表面的过程中传回了火星大气数据，但它在着陆过程中出现了故障，未能成功着陆。
美国的“海盗-1”号和“海盗-2”号着陆器于1976年成功登陆火星，最早实现了在火星表面的连续工作。这两个着陆器装载有生化实验装置，用来搜索火星上的生命迹象，这是人类有史以来第一次在地球以外的星球上寻找生命存在的证据。
1997年7月4日美国的火星探路者（Mars Pathfinder）着陆舱在火星表面登陆，其搭载的旅居者巡视器（Sojourner Rover）于7月6日首次接触火星表面，它是人类第一辆火星车（图3-9）。实际上最早在火星表面活动的本应该是苏联的Prop-M火星车（图3-10），它通过一根15米长的缆绳与“火星-6”号连接在一起，可惜的是，“火星-6”号没有成功着陆。
图3-9 旅居者火星车
图3-10 苏联Prop-M火星车
2003年，两个火星探测器被送往火星，它们的主要目的是探测火星表面是否有水，并确定火星现在及过去的环境条件。“勇气”号（Spirit）火星车于2004年1月4日登陆古谢夫陨石坑的东部。古谢夫陨石坑直径约为160千米，地势较为平坦，以前可能是一个湖泊，研究人员希望能在陨石坑中找到沉积物。“机遇”号（Opportunity）火星车于2004年1月24日登陆子午线平原。之所以选择该区域是因为该区域含有丰富的赤铁矿，而赤铁矿的形成很有可能与液态水有关。
“凤凰”号（Phoenix）火星着陆器于2008年5月25日在火星北极成功着陆，在火星实施为期90天的探测任务，对这个红色星球之前尚未探测过的北极地区开展勘测，火星北极可能有大量水冰藏在地表下。
图3-11 “好奇”号
“好奇”号（Curiosity）（图3-11）火星巡视器是NASA研制的一台大型火星车，于2011年11月26日发射，2012年8月6日成功登陆火星表面。它是美国第七个火星着陆器，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，其使命是研究火星环境能否作为以前或现在的生命栖息地，探寻火星上可能存在的生命迹象。
“洞察”号（InSight）（图3-12）是美国宇航局的一个火星着陆器，于2018年5月5日发射，2018年11月26日登陆火星。它主要探测火星地震、火星地表下的地热流值、火星内核的大小，并判断火星的内核究竟处于固态还是液态。通过研究火星的内部结构，进一步了解类地行星的形成和演化，并确定火星上目前的地质活动水平和陨石撞击率。
图3-12 “洞察”号
“毅力”号（Perseverance）是在火星表面着陆的一辆大型漫游车，旨在对火星表面环境进行移动研究，于2020年7月30日发射，2021年2月18日成功登陆火星。它的主要科学目标是探索过去能够支持微生物生存的环境，寻找可能的微生物存在的痕迹，收集岩心和风化层样本，并将它们保存在火星表面，以供未来的任务使用，并测试火星大气中的氧气产量。它还携带了名叫“匠心”（Ingenuity）的火星直升机，这是一种专为在火星稀薄大气中飞行而设计的小型旋翼飞行器（图3-13）。
图3-13 “匠心”火星直升机
中国“天问-1”号探测器由环绕器、着陆器和巡视器组成，总重量达到5吨左右，2020年7月23日在海南文昌发射基地发射，奔赴火星。“天问-1”号环绕器进入环火轨道后，先开展约三个月的对地观测，特别是先对预选着陆区进行详细勘测。之后携带了火星车的着陆器与环绕器分离，利用降落伞和反推火箭在火星表面着陆，并开展巡视任务。“祝融”号（Zhu Rong）是“天问-1”号着陆器携带的火星车，如图3-14。祝融号要完成的科学探测任务主要是探查巡视区内的形貌和地质构造、土壤结构和水冰分布、表面矿物和岩石类型以及大气物理特征与表面环境。
图3-14 “祝融”号火星车和着陆器