我国首次火星探测任务五大科学目标为开展火星全球形貌与地质结构探测、物质成分探测、浅层结构与水分布探测、空间环境探测和火星物理场探测。这五大科学目标将由祝融号火星车和环绕器共同承担。
中国首次火星探测任务工程副总设计师 李春来：现在的第一个阶段主要以火星车的探测为主。火星车上有 6 个科学仪器，包括有照相机，有光谱仪，也有气象仪，我们实际上希望能够研究（火星）一个局部的区域里面详细的地质情况，它的物质构成，还有它的环境，包括它的气温、气压、风速、风向，这样一些基本的物理特征是什么样。
按照计划，祝融号火星车在火星表面进行 90 个火星日的探测任务后，我国首次火星探测任务将转入全球遥感探测阶段。
中国首次火星探测任务工程副总设计师 李春来：我们轨道器会转入一个全球的遥感探测的阶段，整个火星的表面和它的空间环境进行一个全方位的探测。目前的科学成果也应该说是正在积累中，也是我们中国人用自己的数据第一次感觉到了一个遥远的红色星球是什么样的质地，它是什么样的一个环境，是什么一个样子。
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