深空探测实验室与中国科大正联合开展火星样品实验室技术方案的深入论证，处于立项论证阶段的冲刺阶段，预计经过4-5年的建设，于2030年建成并试运行使用。
深空探测实验室由国家航天局、安徽省、中国科大三方共建，是面向世界航天科技前沿和国家航天强国战略需求，围绕深空探测领域国家重大科技工程和国际大科学计划，开展战略性、前瞻性、基础性研究，实现科学、技术、工程融合发展的新型科技研发机构。2022年2月25日，深空探测实验室在安徽合肥揭牌。
据深空探测实验室研究员、天问三号行星保护系统技术负责人于秉坤介绍，我国正在规划实施首次火星取样返回(天问三号)任务。火星样品实验室与月球样品实验室最大的不同是，火星可能存在活体微生物，须具备生物安全高等级防护能力，以实现保护地球家园不受火星可能存在的未知微生物危害，同时保护火星样品科学价值，不受地球环境污染。
于秉坤说，目前，国际尚未建成此类设施，我国有望建成国际上首个火星样品实验室，将保存国际上首份火星样品，十分珍贵，将吸引国内外众多科研机构、学者来合肥开展合作交流，大大提升我国在深空探测领域，尤其是火星探测的影响力和话语权。
另悉，深空探测实验室还在积极论证争取行星环境模拟和资源利用大科学装置落户合肥。
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