1、、火星是太阳系九大行星之一，按离太阳由近到远的顺序，火星排在地球的后面，列为第四。它的平均直径为 6790 公里，约为地球直径的一半。它的密度也比地球小，为 3.933 克/立方厘米（地球为 5.52 克/立方厘米） 。火星与太阳的平均距离为 228000000 公里，环绕太阳一圈约相当于地球上的 687 天。火星上的一天相当于地球上的 24 小时 37 分 22.6 秒，比地球的一天稍长一点儿。火星有两个小卫星：火卫一和火卫二。火星的自转轴同地球一样，也是倾斜的，同时因为它也具有大气，所以也和地球一样有四季节变化。火星表面的平均大气温度为零下 23 摄氏度。火星没有可检测出的磁场，连同它密度
2、小的情况，可以认定它没有大型的金属内核。火星有稀薄的大气，其表面的大气压为 7.5 毫巴，相当于地球上 3040 公里高度处的大气压。火星大气的主要成分（约 95）是二氧化碳，有约 3的氮，12的氩，合起来约为0.1的一氧化碳和氧,还有极少量的臭氧和氢，水汽的数量很少，随季节和位置而变化，平均约为大气总量的 0.01。如果火星大气中的水全部凝聚，也只能形成 0.01毫米厚的水膜覆盖整个火星表面。和地球上相似,火星大气中也飘浮着云,但和地球上不同的是,火星大气中云的主要成分是二氧化碳和水。火星极区的冬季，大气温度低于二氧化碳的凝固点，因而形成覆盖极区的浓雾状的干冰云。经测定，极区的云中也有冰的成
3、分。 中纬度地区的冬季，温度也在冰点以下，水汽凝结，形成冰云。由于火星轨道的偏心率较大，火星的近日距和远日距相差 4200 万公里。这就造成了火星同地球的距离有较大变化。火星与地球的距离同发生冲日的月份有关。最小距离是在 8 月底，在这前后发生的冲叫作近日点冲或大冲，此时火星同地球的距离只有 5,600 万公里左右。火星在轨道上运行一圈约 687 天，地球平均要经过 780 天（最少 764 天，最多 806 天左右）才与火星相冲一次。这样，相冲的点约 16 年在轨道上转一圈。这就是说，火星大冲大约每 15 年或 17 年发生一次。上一次火星大冲发生在 1986 年 7 月 10 日。今年火星
4、冲日发生在北京时间 8 月 29 日 2 时，火星与地球距离最近的时刻是 8 月 27 日 18 时。届时火星距离地球 55758005 公里，是 5 万多年以来最近的一次。火 星 的 地 貌 在望远镜中，火星呈现为一个明亮而模糊的微红色圆面。最引人注目的是，覆盖在两极地区的白色极冠，其大小随火星季节而变化。在较大的望远镜中，还可以观测到线度至少几百公里的明亮或黑暗区域：明亮而呈桔黄色的区域称为“大陆”，几乎占火星总面积的六分之五；黑暗区域称为“海洋”，其颜色常随季节变化。火星南北半球之间有着令人惊异的不同。就火星的地质史来说,南半部比较古老,表面崎岖而密布环形山。这些环形山估计多半是在火星历
5、史的早期（可能是最初的十亿年）形成的；北半部则以大的火山熔岩平原为特征，这些熔岩平原很象月球上的“海”，其中还有一些死火山。北半部地势普遍比南半部低，环形山也比南半部少得多。火星表面的高低差别一般在 510 公里左右。火星的沙漠部分被红色的硅酸盐、赤铁矿等铁的氧化物以及其他金属的化合物所覆盖，因而显出明亮的橙红色。这些覆盖物均为较年轻的物质，可能源于火山或风化。火星表面上的地理特征，主要有：环形山和火山。 和月面相比，火星上环形山的数量要少得多，环形山边缘坡度平缓（坡度都小于 10),不象月面环形山能投射出尖尖的影子，这表明环形山曾受到严重的侵蚀。环形山可以分为两种：火山成因的环形山和陨石撞击
6、而成的环形山。以地球表面的标准来看，火星表面的许多表面结构都算是巨型的。如火星上巨大的盾形火山比地球上的大得多。地球上夏威夷的冒纳罗亚和莫纳克亚两座火山加在一起直径约 200 公里，高出洋底 9 公里，而火星上最大的奥林匹斯火山直径约为 550 公里，高出周围地面 27 公里之多。还有类似这样的大型火山，位于长达 2000 公里的塔西斯高地，这一地区比周围的北半球平原高出 10 公里。火星的盾形火山在形状和结构上酷似夏威夷的盾形火山。这些破火山口一度曾是熔岩的出口。熔岩沿着火山侧面流下，形成从中心向四面延伸的呈辐射状的地形。许多直径 100 公里左右的处于不同保存状态的火山,它们分散在火星表面
7、,大部分在北半球。至于由陨石撞击形成的环形山，最大的是海纳斯盆地，宽达 1,600 公里，深至少 4 公里。南半球有些地区环形山密度同月球上明亮的高地环形山区差不多，推测它们形成的年代也差不多，为 4045 亿年。这些地区仍保留着古老的地表。北半球的大多数地区由于熔岩流的不断覆盖，古老的地表已不复存在。平原上的少数环形山是平原形成以后受陨石撞击的记录。火星表面上最引人注目的特征是位于赤道地区的巨大的峡谷。最大的一个是位于赤道以南的水手谷，它实际上是一系列峡谷，在赤道地区延伸 4000 多公里，比周围地面低 6 公里。峡谷壁通常十分陡峭,有明显的边界,并显示出陷落和山崩活动的迹象。一些错综复杂的
8、较小的峡谷可能是地下冰融解和蒸发期间形成的，也可能是由风或水的侵蚀造成。较大峡谷的成因至今还不知道。现在的火星是一个荒凉的世界，表面不存在液态水，但在火星表面有一些宽阔而弯曲的河床。这些河床与轰动一时的“ 运河” 完全是两回事。这些干涸的河床，最长的约 1,500 公里,宽达 60 公里或更多。主要的大河床分布在赤道地区。卫星图片显示，大河床和它的支流系统结合，形成脉络分明的水道系统。同时具有呈泪滴状的岛、沙洲和辫形花纹。支流几乎全都朝着下坡方向流去。这些河床同地球和月球上的熔岩河床不同，肯定是由比熔岩流更少粘滞性的液体造成的。这种液体估计就是水。今天的火星表面温度很低，大部分水作为地下冰保存
9、下来，还有一部分被禁锢在永久的极冠之中。极稀薄的大气，使得冰在温度足够高时只能直接升华为水汽。自由流动的水看来是无法存在的。有人认为，在火星历史的早期，频繁的火山活动排出大量氨和甲烷等火山气体，这种浓厚的原始大气会产生很强的温室效应，从而使火星表面温暖起来，造成有水在河里流动的条件。后来火山活动减少，火山气体逐渐分解，其中的轻元素原子逃逸到星际空间，重元素原子同其他成分结合，火星大气变得稀薄、干燥、寒冷，火星表面就成为现在所看到的样子。也有人认为，在火星历史的早期，自转轴的倾斜度比现在更大，因而两极的极冠融化，大量二氧化碳进入大气，大量的水蒸发并凝成雨滴在赤道地区落下,形成河流。至于有些大的河
10、床,估计是火山活动和地热融化了地下冰，出现大量的水冲刷火星表面而形成的。除此以外，还有许多明显为水冲刷的沟壑似乎也证明火星至少以前有过水。火 星 的 气 候 火星表面的平均温度比地球低 30 摄氏度以上。火星稀薄而干燥的大气使它表面的昼夜温差常常超过100 摄氏度,远大于地球上昼夜温差的幅度。火星的赤道附近，最高温度可达 20 摄氏度左右(约在午后一小时)。到了夜间，由于火星大气保暖作用很差，表面温度很快下降，最低温度（在黎明前）在零下 80 摄氏度以下。火星两极地区温度更低，在漫长的极夜最低温度能降到零下 139 摄氏度。在一些大的盾形火山附近，常常能观测到延伸几百公里的云。估计这是由于火星
11、大气中的气流遇到高耸的环形山地形时被搅乱、上升，在膨胀时变冷所形成的凝固云。这种云都出现在大气中水蒸气增多的夏季。尘暴是火星大气中独有的现象，其形状就像一种黄色的“云”。它是由火星低层大气中卷着尘粒的风构成的。大的尘暴在地面上用较大的望远镜就能观测到。局部的尘暴在火星上经常出现。因为火星大气密度不到地球的 1,风速必须大于每秒 4050 米才能使表面上的尘粒移动，但一经吹动之后，即使风速较小，也能将尘粒带到高空。典型的尘暴中绝大部分尘粒估计直径约为 10 微米。最小的尘粒会被风带到 50 公里高空。大的尘暴多半发生在南半球的春末，当火星靠近近日点的时候。尘暴的发源地处在太阳直射的纬度线上，经常
12、发生在海纳斯盆地以西几百公里的诺阿奇斯地区。中心尘云在最初几天慢慢扩展,然后很快蔓延开来,几星期内就完全覆盖南半球。特别大的尘暴还能扩展到北半球，进而掩盖整个行星。尘暴的起因看来与太阳的加热作用有关。火星过近日点时，太阳的加热作用大,引起大气温度的不稳定,从而产生最初扬起灰尘的扰动。然而，一旦尘粒到了空中，吸收了更多的太阳能,这种充满尘粒的空气就会比周围大气更热,因而急速上升。别处的空气又扑去填补它原来的位置，造成更强的地面风，形成更大的尘暴。尘暴范围和强度越来越大。当尘暴最终分布到整个火星范围时，火星上温差减小，风逐渐平息，尘粒就慢慢地从大气里沉降下来。沉降过程至少要几个星期，尘暴激烈时可持
13、续几个月之久。几乎每个火星年都要发生一次这种大规模的尘暴。火星上还常有一种沙尘卷风。 火 星 探 索人类很久以前就认识了火星，许多人甚至相信火星上有河流和森林。这不仅是因为火星距离地球近，还办为它那主宰季节变化的自转轴倾角与地球非常接近，虽然那里一年相当于地球的两年，但一天的时间与地球差不多。过去人们通过简单的望远镜，发现火星上有许多纵横交错的阴影，觉得那是智慧生物开凿的运河。于是，火星的神秘增加了，人类对它的期望也与日俱增。1962 年 11 月起，前苏联发射了“火星号”系列探测器，19641977 年美国发射了“水手号”和“ 海盗号”两个系列共八个探测器。1976 年 7 月和 9 月“海
14、盗”1 号、2 号先后在火星表面成功软着陆，实现了人类对火星的亲密接触。上述探测器进行了多方面的探测活动，特别是进行了生物探测实验，结果表明，火星上大概不存在生命。人类的探测活动揭示了火星的真面目，那是一个如月球般荒凉、遍布陨石坑的世界。尽管如此，火星地表与地球的相似仍然使人们愿意相信火星曾经拥有过生命。主要的理由就是火星上有存在水的迹象，而水是生命之源。即使火星不曾有过生命，只要那里有水，人类就觉得倍感亲切。必竟在太阳系中，地球除了火星可以商量，再没有一个有可能帮她哺育生命的伙伴了。为此人类还要不懈地努力，争取在火星上耕耘出一片绿洲。也许会有一天，人类坐在火星上遥望夜空中的地球。 2003
15、年可谓是火星年。美国向火星发射了两台探测车，欧洲空间局发射了一台登陆器，日本发射了一台探测器。这些探测器将于明年 1 月抵达火星。加上目前仍在火星轨道上工作的美国“火星环球勘测者”号和“奥德赛”号探测器，将形成 6 个探测器共探火星的壮举。这些探测器的主要任务是，研究火星地质历史、调查水在火星上的作用、判断火星过去的环境是否适合生命生存。相信，人类对火星的认识会更加全面、准确。多年来，各国筹划的多次火星探测，三分之二以失败告终。发射的昂贵探测器曾次试图在火星着陆，但只有次成功。目前，美国“火星环球勘测者”号和“奥德赛”号探测器仍在火星轨道工作， “勇气”号和“机遇” 号、欧洲“火星快车”和日本
16、“希望” 号探测器正在奔赴火星的路上。这是有史以来人类对另外一颗行星发起的最密集探测行动。1971 年 5 月 30 日美国发射水手 9 号火星轨道太空船。 太空船重 974 公斤，是人类史上第一个环绕其他行星轨道的太空船。 水手 9 号太空船传回的 5400 万份资料以及 7329 张火星影像提供了分析火星大气组成、密度、压力及温度，及火星表面全部的地貌情况，行星的重力情情况。 水手 9 号太空船发现火星上具有火山及峡谷，此外还发现火星南半球浅留有古老的陨石坑，而在北半球的地形则较新，此任务还摄得火星上的火山详细影像以及火星上尘暴的相关资资料。 1972 年 10 月 27 日水手 9 号耗
17、尽能源而坠入火星大气中。1975 年 9 月 9 日，美国发射海盗 2 号火星探测器。海盗 2 号包括轨道太空船以及无人登陆艇。海盗2 号的主要任务与海盗 1 号相同，均为取得高清晰度的火星地表照片，并探测火星大气结构及组成以及寻找是否有生命的迹象。 1976 年 8 月 7 日，海盗 2 号探测船进入环绕火星的轨道中，大约一个月后，无人登陆艇与轨道探测太空船脱离，于 1976.9.3 在火星成功软着陆。登陆艇传回约一千四百多幅火星地表影像。照片显示火星上空有许多灰尘，从而使天空呈现粉红色，另外火星地表的红色系由于大气中含有氧化铁所致。在环绕火星轨道 706 圈后，海盗 2 号轨道太空船于 1
18、978 年 7 月 25 日停止传送资料；无人登陆艇也在 1980 年 4 月 11日与人类失去联系，永远留在了火星上。1975 年 8 月 20 日海盗 1 号发射升空，海盗 1 号包括轨道太空探测船以及无人登 陆艇。 重 3399 公斤的轨道探测船于 1976 年 6 月 19 日进入环绕火星的轨道，执行火星大气的探测工作。 海盗 1 号轨道探测船於 1980.8.17 环绕火星 1400 圈後停止传送讯号，1982 年 11 月 13 日登陆艇亦失去联系。北京时间 2003 年 7 月 8 日时分，“机遇“ 号由德尔塔型火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射上天。它将与月日发射的“勇气“ 号火
19、星车，于明年月在火星分别着陆。 “机遇”号将降落在“梅里迪亚尼平面”，据探测此地存在氧化铁，这种矿物通常在有液态水的环境下生成。 “勇气”号的着陆地点“古谢夫环形山”曾发现过干涸河床存在的迹象。这两个着陆区域相距约公里，分布于火星的相反两侧。北京时间 2003 年 6 月 11 日，“勇气“ 号成功发射升空。 “勇气”号得名自美国亚利桑那州岁女孩索菲科利斯。在美国宇航局去年底发起的为两辆火星车取名的活动中，科利斯脱颖而出，她为两辆火星车分别取名“勇气”号和“ 机遇”号。按计划，探测器将于明年月飞抵火星轨道，之后将通过降落伞和气囊缓冲方式，向火星“ 古谢夫环形山”投下“ 勇气”号，以寻找水存在过
20、的踪迹，分析是否有适合生命存在的条件。“勇气”号的探测使命初步定为个火星日（相当于地球上的天） 。 “勇气”号是迄今美国发射的最尖端的火星探测装置，其顶部的桅杆式结构上装有全景照相机及具有红外探测能力的微型热辐射分光计。它们的位置与人眼高度相当，可以帮助科学家们确定火星上哪些岩石和土壤区域最有探测价值。火星车上还有一个末端装备了各种工具的“手臂”。工具之一为显微镜成像仪，它能像地质学家手中的放大镜一样，以几百微米的超近距离对火星岩石纹理进行审视。另外还有穆斯鲍尔分光计和阿尔法粒子射线分光计，可以用来进一步分析岩石构成。还有一个相当于地质学家常用的小锤子，能除去火星岩石表面历经岁月沧桑的岩层，为研究岩石内部提供方便。这台轮火星车将依靠餐桌大小的太阳能电池板获得动力。 “勇气”号长米、宽米、高米，重公斤。 “勇气”号探测距离预计将达到到个足球场的长度。此外， “勇气”号还成功实现了集通信、拍摄和计算等功能于一身，它的计算机每秒能执行约万条指令。欧洲宇航局的“火星快车” 卫星将携带火星着陆器“ 小猎犬”2 号，于北京时间 2003 年 6 月 3 日 1 时 47分在哈萨克斯坦发射升空。 “小猎犬”2 号重 73 磅，安装有摄像头、传感器、显微镜、研石器和一间小型实验舱，配有一只强大的机械臂。在理论上，这只机械臂能够挖到火星地表 5 英寸以下的土壤。
