俄羅斯除了參與歐空局的ExoMars項目之外，還計劃于2025年再次實施“火衛(wèi)一—土壤”（Phobos—Grunt）火衛(wèi)一采樣返回任務。日本在2015年6月宣布將于2021年向火星衛(wèi)星發(fā)射采樣探測器，實現(xiàn)火星衛(wèi)星的首次采樣返回。印度則計劃于2018年實施第二次火星探測任務。另外，新興航天國家也將目光鎖定在了火星探測，阿聯(lián)酋計劃于2020年實施火星探測任務——“希望號”（Hope），韓國則提出2026年和2030年發(fā)射火星軌道器和著陸器。

中國擬于2020年前后實施火星“繞—落—巡”一體化探測任務，該任務由環(huán)繞器和著陸巡視器組成，其中環(huán)繞器將環(huán)火星飛行1個火星年，火星車將在火星表面運行90個火星日。在此期間，將重點探測火星形貌與地質(zhì)構(gòu)造特征、土壤特征與水冰分布、表面物質(zhì)組成、大氣電離層及氣候特征以及物理場與內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

小天體探測——深空探測的特殊目標

小天體探測是研究太陽系形成與演化、生命起源與進化，以及抵御外來天體撞擊地球的重要技術途徑。同時，也可為試驗新型空間技術，尤其是深空探測技術提供驗證平臺。隨著航天技術的發(fā)展和空間科學研究目標的提高，小天體探測由早期的“飛越、環(huán)繞”探測，逐漸發(fā)展到目前的“撞擊、附著與采樣返回”。

美國“近地小行星交會”（Near Earth Asteroid Rendezvous, NEAR）任務、日本“隼鳥”（Hayabusa）任務和歐空局“羅塞塔”（Rosetta）任務是小天體探測成功的典范。2001年2月，美國NEAR Shoemaker（簡稱NEAR）探測器成功附著于433 Eros小行星表面，成為首個在小天體表面附著的探測器。NEAR首先對Eros小行星進行了為期一年的環(huán)繞探測，后成功完成了附著拓展任務。⑦2005年11月，日本Hayabusa探測器自主附著于25143 Itokawa小行星表面，并于2010年6月攜帶收集到的小行星樣本成功返回了地球。Hayabusa任務對弱引力環(huán)境下的自主光學導航與控制技術進行了試驗驗證，首次利用自主導航與控制技術實現(xiàn)了小天體表面附著。⑧該任務采用了基于光學導航相機和激光雷達的自主導航方案，并在下降過程中投放人工信標，利用導航相機對人工信標進行跟蹤以消除水平方向速度。任務采用了“接觸—分離”（Touch And Go，TAG）附著方式，在小行星表面短暫附著并采集樣品，然后上升離開。Hayabusa還攜帶了一個小型跳躍式表面巡視器MINERVA，但釋放時因速度略超過了逃逸速度而投放失敗。與NEAR不同，Hayabusa采用了懸停方式對小行星進行觀測，然后從懸停位置下降附著在小行星表面。2014年11月，歐空局發(fā)射的Rosetta探測器成功釋放著陸器“菲萊”（Philae），Philae隨后緩慢附著于67P/Churyumov—Gerasimenko彗星表面，首次實現(xiàn)了彗星表面附著。⑨Philae采用了無控的彈道式下降，以及冷氣推進與錨定結(jié)合的固定方式，但由于冷氣推進與錨定裝置均發(fā)生故障，著陸器在彗星表面發(fā)生了兩次反彈，最終落入陰影區(qū)域，在電池電量耗盡后無法充電而進入休眠狀態(tài)。隨著彗星接近太陽而使光照條件改善，地面站曾于2015年6至7月間斷性地接收到著陸器信號，但此后再次失去聯(lián)系。

目前，日本和美國正在實施新的小行星采樣返回任務。日本“隼鳥2號”（Hayabusa 2）任務于2014年12月發(fā)射，對C類小行星1999 JU3進行采樣返回。探測器預計2018年6月到達1999 JU3小行星，進行為期一年半的探測活動，然后于2019年12月返回，2020年12月到達地球。美國OSIRIS—REx任務于2016年9月發(fā)射，將對Bennu小行星進行采樣返回探測，計劃采集不少于60g樣品。OSIRIS—REx探測器計劃于2018年到達Bennu小行星，采集樣品后于2023年返回地球。