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突破多項關鍵技術的嫦娥二號衛星，已令海內外華人倍感自豪驕傲，而中國未來10年內實施的宏偉宇宙探索計劃更令人激動。多位航天界專家描述出中國今後深空探測的全景圖：以月球探測和行星際探測為主線，中國預計將探測火星、金星，並且實現月球採樣並返回。在後續的探測計劃中，中國將最終擁有載人登月技術，實現火星採樣返回，並擁有對木星等巨行星的探測能力。
「初步設想，未來深空探測有兩條主線，一是月球探測，包括無人和載人的月球探測；二是行星際探測。」中國探月工程副總設計師于登雲指出，中國深空探測發展將實施三步走計劃。
從月球探測邁向行星際探測
第一步是實施探月二期工程，掌握無人大氣天體的環繞著陸的技術，發展火星探測器，形成達到距地球約4億公里遠的深空探測能力。
第二步是實施探月三期工程，掌握月球無人取樣返回技術，發展火星「軟著陸」巡視探測器，掌握行星接力飛行等關鍵技術，形成在距地球約4億公里有大氣天體的「軟著陸」和巡視能力。
第三步是實施載人登月、火星無人採樣返回，掌握載人登月、火星無人採樣返回等關鍵技術，使中國人的足跡第一次踏上地外天體，形成無人採樣返回和10億公里遠無人探測能力。嫦娥二號衛星總師、總指揮顧問葉培建（見圖）則給出了上述計劃更明確的時間表。他指出中國深空探測規劃的第一步階段，建議在2013年探測火星、2015年探測金星。至於第二步預計在2020年左右實現，即掌握月球無人取樣返回技術，火星、金星和小天體多目標探測任務，對火星的著陸和巡視探測，並實現金星環繞探測。
2025年實現首次載人登月
葉培建預計，中國將在2025年實現首次載人登月。到2030年，我國將具備對距地球約4億公里遠的天體的取樣返回能力，具備10億公里遠天體的探測能力；進行木星的探測；火星採樣返回。這時期還將開展其他深空探測項目，包括太陽望遠鏡、硬X射線探測、夸父計劃。隨著中國深空探測技術的發展，未來載人航天技術與探月技術進一步融合，打造全新的載人登月體系已成為必然趨勢。據了解，關於載人登月方案的論證已在相關部門內部展開。
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