因?yàn)榛鹦桥c地球有著較為類似的環(huán)境和探火不超越人類技術(shù)能力的可行性,，使得未來機(jī)器人或人類駐守火星成為可能,。在載人登月之后，火星也被公認(rèn)為是人類登陸行星的首選目標(biāo),。

挑戰(zhàn)前所未有,，如何確保萬無一失

相較于之前“五戰(zhàn)五捷”的月球探測(cè)，中國的火星探測(cè)任務(wù)難度更大,。由于火星相對(duì)地球距離較為遙遠(yuǎn),，最遠(yuǎn)時(shí)超過4億公里，最近時(shí)也有5500萬公里,，探測(cè)器需要在地火轉(zhuǎn)移軌道上飛行近7個(gè)月,，還將進(jìn)行2至3個(gè)月的火星環(huán)繞飛行，所以對(duì)發(fā)射,、軌道,、控制、通信和電源等技術(shù)都提出了很高的要求,。

在發(fā)射方面,，為了將5噸重的探測(cè)器一舉送入地火轉(zhuǎn)移軌道，這就需要長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭飛出超過11.2千米/秒的第二宇宙速度,。因?yàn)橹挥挟?dāng)航天器的速度達(dá)到每秒11.2千米的第二宇宙速度時(shí),，才能完全擺脫地球引力，去往太陽系內(nèi)的其他天體,。因此,，第二宇宙速度也被稱為“逃逸速度”。此前,，中國的長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭托舉嫦娥月球探測(cè)器進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道時(shí)飛出了超過10千米/秒的速度。而據(jù)長(zhǎng)征五號(hào)火箭總設(shè)計(jì)師李東介紹稱,?！按舜伟l(fā)射火星探測(cè)器，是長(zhǎng)征五號(hào)火箭第一次達(dá)到并超過第二宇宙速度,，同時(shí)也飛出了我國運(yùn)載火箭的最快速度”,。

由于地球和火星之間的相對(duì)位置不斷變化，發(fā)射火星探測(cè)器就像是在打一個(gè)“移動(dòng)靶”,，只有不斷地調(diào)整發(fā)射軌道,，才能確保“天問一號(hào)“探測(cè)器更加精確地入軌,，在奔向火星的過程中節(jié)約自身燃料,，因此，此次探火任務(wù)就對(duì)火箭的軌道設(shè)計(jì)提出了更高的要求,。為了讓“天問一號(hào)”更加精確地入軌,，來自中國航天科技集團(tuán)一院的研制團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地進(jìn)行了精細(xì)化的“窄窗口多軌道”設(shè)計(jì),，將14天窗口期內(nèi)每一天30分鐘的發(fā)射窗口細(xì)分成3個(gè)寬度10分鐘的窗口，對(duì)應(yīng)3條發(fā)射軌道,，一共設(shè)計(jì)了42條發(fā)射軌道,，創(chuàng)造了單次發(fā)射軌道設(shè)計(jì)數(shù)量的新紀(jì)錄，將軌道偏差控制在非常小的范圍內(nèi),。還首次實(shí)現(xiàn)了發(fā)射軌道的自動(dòng)切換,，火箭可自動(dòng)比對(duì)時(shí)間，自動(dòng)切換軌道,。這在中國航天的發(fā)射史上是絕無僅有的創(chuàng)舉,。