中国航天事业创建70周年之际，计划于2028年前后发射天问三号探测器，并预计在2031年前后将火星样品带回地球。这有望成为人类首次完成的火星取样返回任务。目前，天问三号已进入初样研制阶段，由于火星距离较远，任务采用两发运载火箭分两次发射的方式，整个过程复杂艰巨。
2026年中国航天日期间，国家航天局公布了天问三号任务合作项目的遴选结果，来自不同国家和地区的五个项目入选，包括火星PEX光谱仪、火星分子离子成分分析仪、激光外差光谱仪、火星地物高光谱成像仪和激光角反射器阵列。这些设备将为火星探索提供重要技术支持。
中国正在建设行星保护实验室，负责火星样品的灭菌、解封、处理以及生物风险评估等工作，确保研究过程的安全与科学性。
深空领域专家孙泽洲指出，火星是太阳系八大行星中与地球最为相似的天体。虽然一开始觉得火星很遥远，但与前往木星需要7到9年时间，而天王星和海王星则需十几年甚至三十年相比，火星显得近了许多。大约35亿年前，地球、火星和金星的环境条件存在一定的相似之处，但后来三颗行星走上了不同的演化道路。通过研究火星为何快速演变成如今寒冷干燥的状态，可以为理解地球长期环境变化提供重要参考。
