火星火星（Mars）是太阳系八大行星之一，是太阳系由内往外数的第四颗行星，属于类地行星，直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。在西方称为“战神玛尔斯”，中国则称为“荧惑”。橘红色外表是因为地表的赤铁矿（氧化铁）。火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水体。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠，会随着季节消长。

中文名： 火星
外文名： Mars
别名： 荧惑星
自转周期： 24小时37分22秒
公转周期： 686.98天
距太阳距离： 22794万千米
质量： 6.4219×10^23 kg
直径： 6794km

行星概况
火星是太阳系由内往外数的第四颗行星火星是太阳系由内往外数第四颗行星，属于类地行星，直径为地球的一半，自转轴倾角、自转周期相近，公转一周则花两倍时间。在西方称为战神玛尔斯星，中国则称为荧惑星，因为它荧荧如火，位置、亮度时常变动。橘红色外表是因为地表被赤铁矿（氧化铁）覆盖。英文里前缀areo-即为火星。[1]火星基本上是沙漠行星

火星火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水体。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。与地球相比，地质活动不活跃，地表地貌大部份于远古较活跃的时期形成，有密布的陨石坑、火山与峡谷，包括太阳系最高的山：奥林帕斯山和最大的峡谷：水手号峡谷。另一个独特的地形特征是南北半球的明显差别：南方是古老、充满陨石坑的高地，北方则是较年轻的平原。火星两极皆有主要以水和冰组成的极冠，而且上面覆盖的干冰会随季节消长。火星到地球的距离最近距离约为5500万公里，最远距离则超过4亿公里。两者之间的近距离接触大约每15年出现一次。1988年火星和地球的距离曾经达到约5880万公里，而在2018年两者之间的距离将达到5760万公里。但在2003年的8月27日，火星与地球的距离仅为约5576万公里，是6万年来最近的一次。不过据天文学家推算，在从公元1600年到2400年这800年间，火星与地球的最近距离只能排在第三位。根据推算结果，到2366年9月2日，两者之间的距离将为约5571万公里。而到2287年8月28日，两者将更为接近，距离为约5569万公里。一般来说，火星和地球距离近的年份是最适合登陆火星和在地面对火星观测的时机。

天然卫星火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二，形状不规则，可能是捕获的小行星。在地球，火星肉眼可见，亮度可达-2.9，只比金星、月球和太阳暗，但在大部分时间里比木星暗。火星在西方被称为战神，这或许是由于它鲜红的颜色而得来的，所以火星有时被称为“红色行星”。（在希腊人之前，古埃及人曾把火星作为农耕之神来供奉。后来的古希腊人把火星作为战神阿瑞斯，而古罗马人继承了希腊人的神话，将其称为“战神玛尔斯”。北欧神话里，火星是战神提尔。而月份三月的名字也是得自于火星。火星在中国古称“荧惑星”，这是由于火星呈红色，荧光像火，在五行中象征着火，它的亮度常有变化；而且在天空中运动，有时从西向东，有时又从东向西，情况复杂，令人迷惑，所以中国古代叫它“荧惑”，有“荧荧火光，离离乱惑。”之意。

火星符号及战神玛尔斯

地形地貌火星和地球一样拥有多样的地形，有高山、平原和峡谷，火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布。由于重力较小等因素，地形尺寸与地球相比亦有不同的地方。南北半球的地形有着强烈的对比：北方是被熔岩填平的低原，南方则是充满陨石坑的古老高地，而两者之间以明显的斜坡分隔；火山地形穿插其中，众多峡谷亦分布各地，南北极则有以干冰和水冰组成的极冠，风成沙丘亦广布整个星球。而随着卫星拍摄的越来越多，更发现很多耐人寻味的地形景观。地貌还原2013年1月初，一位名叫Kevin Gill的软件工程师利用自己的学识以及从NASA那里获得的火星地形资料成功的还原了一个“真实”的火星。
Kevin Gill所制作火星地貌还原图
令人惊讶的是，Kevin Gill所制作火星原貌看起来简直就是有个克隆版的地球，其表面依旧覆盖着大量的海洋、山川以及沙漠。Kevin Gill介绍说，他在制作这些火星的地貌复原图时严格遵照了NASA火星轨道探测器所提供的地形资料来进行，同时也考虑到了一些地理纬度以及大气环境对气候以及地表特征的影响。比如，火星的奥林匹斯山以及其它环形火山由于其海拔较高，所以并没有像平原地区那样覆盖众多的绿色植被，而在制作火星赤道附近的地表时Kevin Gill则借鉴了地球萨哈拉大沙漠以及澳洲中部沙漠的地形纹理。同样的手法还被用于制作火星高纬度、低纬度以及极地地区的地貌，其中高纬度的纹理素材来自于地球上的苔原及冰川地貌，火星极地的纹理素材来自于俄罗斯北部地区，而火星热带和亚热带的纹理素材则取自地球上的南美洲和非洲雨林地区。不过，Kevin Gill也坦言自己只是出于兴趣才制作这些火星的地表复原图，其本身的科学性并不强，但他本人希望借此来引起更多人对于这颗红色星球的兴趣。

奥林匹斯山
高原火山火星的火山和地球的不太一样，除了重力较小使山能长的很高之外，缺乏明显的板块运动，使火山分布是以热点为主，不像地球有火环的构造。火星的火山主要分布于塔尔西斯高原、埃律西姆地区和零星分布于南方高原上，例如希腊平原东北的泰瑞纳山（Tyrrhena Patera）。火星地形图中，在西半球耸立一个醒目的特征，中央即为塔尔西斯高原，高约14公里，宽过6500公里，伴随着盛行火山作用的遗迹，包含五座大盾状火山，包括太阳系最高的奥林帕斯山，有27公里高，600公里宽。其他四座包括艾斯克雷尔斯山、帕弗尼斯山、阿尔西亚山和亚拔山－－以体积和1600公里的直径来看是太阳系最大的山。艾斯克雷尔斯山高度大约18225米，曾被误认为是火星最高的山，帕弗尼斯山高度也超过14千米，阿尔西亚山高度大约17.7千米，火山口直径大约116千米，亚拔山在塔尔西斯高原最北边，基座宽达1600千米，但是最高点只有6千米，不过火山口直径却有136千米，是五大火山中最大的一个。在大火山之间亦散布著零星的小火山。火星的另一端还有一个较小的火山群，以14.127公里高的埃律西姆山为主体，北南各有较矮的赫克提斯山和欧伯山。

火星地形

奥林帕斯山脉
它在地表上的高度有27千米（88600英尺），是太阳系中最大的山脉。它的基座直径超过600千米，中心的火山口直径超过80千米，并由一座高达6千米（20000英尺）的悬崖环绕着（右图）Tharsis: 火星表面的一个巨大凸起，有大约4000千米宽，10千米高Valles Marineris: 深2至7千米，长为4000千米的峡谷群（标题下图）Hellas Planitia: 处于南半球，6000多米深，直径为2000千米的冲击环形山。火星的表面有很多年代已久的环形山。但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。环形山的成因有很多：如陨石撞击坑，火山口。在火星的南半球，有着与月球上相似的曲型的环状高地（左图）。相反的，它的北半球大多由新近形成的低平的平原组成。这些平原的形成过程十分复杂。南北边界上出现几千米的巨大高度变化。形成南北地势巨大差异以及边界地区高度剧变的原因还不得而知（有人推测这是由于火星外层物增加的一瞬间产生的巨大作用力所形成的）。最近，一些科学家开始怀疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。这个疑点将由“火星全球勘测员”来解决。

真实的火星地表景观

地质结构火星[3]的内部情况只是依靠它的表面情况资料和有关的大量数据来推断的。一般认为它的核心是半径为1700千米的高密度物质组成；外包一层熔岩，它比地球的地幔更稠些；最外层是一层薄薄的外壳。相对于其他固态行星而言，火星的密度较低，这表明，火星核中的铁（镁和硫化铁）可能含带较多的硫。如同水星和月球，火星也缺乏活跃的板块运动；没有迹象表明火星发生过能造成像地球般如此多褶皱山系的地壳平移活动。由于没有横向的移动，在地壳下的巨热地带相对于地面处于静止状态。再加之地面的轻微应力，造成了Tharis凸起和巨大的火山。但是，人们却未发现火山最近有过活动的迹象。虽然，火星可能曾发生过很多火山运动，可它看来从未有过任何板块运动。

火星实景照（蓝太阳是大气沙尘散射所致）

峡谷
一提到火星的峡谷，可能会认为是由水造成的，但事实不只如此。除了水，还有由火山活动形成的。由水造成的又可能是洪水短时间冲刷成的、稳定的流水侵蚀成的、或由冰川侵蚀而成；但火山活动所喷发的熔岩流亦可造成熔岩渠道（Lava Channel）。另一个例子则是地壳张裂造成，如水手峡谷。
陨坑
欧洲航天局（ESA）公布了火星奥尔库斯陨坑（Orcus Patera）的最新照片，这是一个狭长形陨坑地形，位于火星赤道附近，看上去如同火星表面的一道“伤疤”。奥尔库斯陨坑位于火星东半球的埃律西昂火山（Elysium Mons）和奥林匹斯火山(Olympus Mons）之间，科学家认为该陨坑形成的最佳解释是该区域遭受了一次小行星倾斜碰撞，一颗小行星以非常小的角度划过火星表面。这个陨坑长约380公里，宽约140公里，陨坑边缘突起高度比周边平原高1600米以上。陨坑底部比周边平原低大约800米。“patera”通常用于描述深遂、复杂或者不规则外形的火星陨坑，虽然奥尔库斯陨坑以此命名，但科学家并不知道它的真实来历。或者奥尔库斯陨坑最初是一个较大的圆形碰撞陨坑，随着多年以来的地质结构变化和挤压作用，使得该陨坑发生了变形；或者这个陨坑是由于一系列的不同小行星碰撞所导致的。奥尔库斯陨坑存在地质构造作用力的证据来自大量的“地堑”，在陨坑边缘有像峡谷裂缝一样的结构。这些“地堑”最大宽度为2.5公里，方向呈东西走势，仅存在于陨坑边缘和周边环绕区域。靠近陨坑底部中心的暗色阴影是凹地形成的，这或许是形成于风力作用过程，一些较小的碰撞事件所溅起的暗色物质经风力作用在凹地进行了重新分配。

火星奥尔库斯陨坑长约380公里，宽约140公里

四季变化
1781年，天文学史上大名鼎鼎的天文学家威廉·赫歇尔，根据火星上那些标记随着火星自转而移动的方式，推断火星的自转轴也是倾斜的，而且倾斜的角度几乎与地球自转轴倾斜的角度相同。既然这样，火星就应该像地球那样有冬去春回，寒来暑往。主要体现在两极冰盖大小的变化，夏季冰盖就缩小，冬天就扩大。我们知道，地球上一年时间的长度是365.25天，除了月球亦步亦趋地跟着地球绕太阳旋转，年的长度相同外，在太阳系的其他天体上，年的长度是有差异的。在类地行星（水星、金星和火星称为类地行星，它们自转较慢，没有卫星或卫星很少）中，火星上的一年最为漫长，有687个地球日。既然火星自转轴与地球自转轴倾斜的程度几乎相同，按说火星上的季节变化方式应与地球相同。但由于火星上每个季节的时间比地球上长一倍，再加上火星比地球离太阳远，所以火星上的每个季节都比地球上相同的季节要寒冷。另外，由于火星绕太阳公转的椭圆轨道比地球椭圆轨道要扁，导致火星南北半球的四季差异比地球上更为显著。由于同样的原因，火星上四季长度的差异也比地球上四季长度的差异更大。地球上各个季节长度的差异最多不超过5%，而火星上北半球的春季竟比秋季长1/3左右。

真实的火星地表景观

火星环境
温度火星的轨道是椭圆形。因此，在接受太阳照射的地方，近日点和远日点之间的温差将近160摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为218K（开尔文，温度单位，即从绝对零度-273.16℃开始的摄氏度）（-55℃，-67℉），但却具有从冬天的140K（-133℃，-207℉）到夏日白天的将近300K（27℃，80℉）的跨度。尽管火星比地球小得多，但它的表面积却相当于地球表面的陆地面积。大气火星的大气密度只有地球的大约1%，非常干燥，温度低，表面平均温度零下55℃，水和二氧化碳易冻结。

真实的火星地表景观
在火星的早期，它与地球十分相似。像地球一样，火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。但由于缺少地球的板块运动，火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中，从而无法产生意义重大的温室效应。因此，即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置，火星表面的温度仍比地球上的冷得多。火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳（95.3%）加上氮气（2.7%）、氩气（1.6%）和微量的氧气（0.15%）和水汽（0.03%）组成的。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴（比地球上的1%还小），但它随着高度的变化而变化，在盆地的最深处可高达9毫巴，而在奥林匹斯山脉的顶端却只有1毫巴。但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应，但那些仅能提高其表面5℃的温度，比我们所知道的金星和地球的少得多。火星的两极永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的，它是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升华，留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从没有完全消失过，所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层。

冰水层
这种现象的原因还不知道，但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化引起气候的变化造成的。或许在火星表面下较深处也有水存在。这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25%左右。（由海盗号测量出）。但是最近通过哈勃望远镜的观察却表明海盗号当时勘测时的环境并非是典型的情况。火星的大气现在似乎比海盗号勘测出的更冷、更干。水的存在火星的低压下，水无法以液态存在，只在低海拔区可短暂存在。而冰倒是很多，如两极冰冠就包含大量的冰。2007年三月，NASA就声称，南极冠的冰假如全部融化，可覆盖整个星球达11米深。

湖的遗迹
另外，地下的水冰永冻土可由极区延伸至纬度约60°的地方。在1965年水手4号首次飞掠火星之前，很多人猜测火星上有液态水，因为望远镜观测到的明暗特征犹如陆地和海洋，而一些细长条纹则被认为是灌溉用的运河。虽然之后证实细线并不存在，可能只是错视，但火星的确可能拥有液态水，甚至生命。火星快车号和火星侦察轨道器的雷达资料显示两极和中纬度地表下存在大量的水冰。2008年7月31日，凤凰号直接于表土之下证实水冰的存在。火星目前有三艘运作中的探测船，分别是火星奥德赛号、火星快车号和火星侦察轨道器，数量是太阳系内除了地球以外最多的。地表还有很多火星车和着陆器，包括两台火星探测漫游者：勇气号和机遇号，和最近结束任务的凤凰号。根据观测的证据，火星以前可能覆盖大面积的水。亦观察到最近十年内类似地下水涌出的现象。]火星全球勘测者则观察到南极冠有部份退缩。火星上曾有过洪水，地面上也有一些小河道，十分清楚地证明了许多地方曾受到侵蚀。在过去，火星表面存在过干净的水，甚至可能有过大湖和海洋。但是，由于火星引力小，水蒸成气体，这些东西只存在很短的时间，而且据估计距今也有大约四十亿年了。（Valles Marneris不是由流水通过而形成的。它是由于外壳的伸展和撞击，伴随着Tharsis凸起而生成的）。

探索生命

火星探测器拍到景象2000年，一块火星陨石是美国于南极洲发现，编号为ALH84001的碳酸盐陨石。美国国家航空航天局声称在这块陨石上发现了一些类似微体化石结构，有人认为这可能是火星生命存在的证据，但有人认为这只是自然生成的矿物晶体。但直到2004年，争论的双方仍然没有任何一方占据上风。维京号（或海盗号）Viking probes曾做实验检测火星土壤中可能存在的微生物。实验限于维京号的着陆点并给出了阳性的结果，但随后即被许多科学家所否定。这是正在进行中的争议。现存生物活动也是火星大气中存在微量甲烷的解释之一，但通常人们更认同其它与生命无关的解释。将来人类若对外星殖民，由于火星的友善条件（同其他行星相比，火星最像地球），它很可能是我们的首选地点。现已证明火星上曾经确实存在水，且有可能曾经有过生命出现。

轨道特征
火星（Mars)是距太阳第4近的行星，也是太阳系中第7大行星。轨道参数[6]​历元 J2000远日点：249,209,300公里（1.665 861天文单位）近日点：206,669,000公里（1.381 497天文单位）半长轴：227,939,100公里（1.523 679天文单位）离心率：0.093 315公转周期：686.971天平均速度：24.077km/s轨道倾角：1.850 61°升交点黄经：49.562°近日点幅角：286.537°卫星数量：2个物理特征太阳系八大行星之一，按离太阳由近而远的次序计为第四颗，比地球小，公转周期约687天，自转周期约24小时37分。自转周期：24小时37分22秒行星直径：6794 千米质量：6.4219×10^23 kg （千克）赤道地表重力加速度：3.72 m/sec2赤道逃逸速度：5.02 km/sec

观测史
火星的火红色，自古就吸引着人们，而古代希腊更是称之为战神。此时人们观测火星就和其他天体般，大部分是为了占星，而为了科学目的主要在十七世纪之后，如开普勒探索行星运动定律时就是依据了第谷积累的大量而精密的火星运行的观测资料。乔瓦尼·斯加帕雷里所绘之火星地图。望远镜发明后，人们对火星可以进行更进一步的观测。第一个使用望远镜观测星空的伽利略所见的火星只是一个橘红小点，然而随着望远镜的发展，观测者开始辨别到一些明暗特征。惠更斯依此测出火星自转周期约为24.6小时，他亦为首次纪录火星南极冠的人。一开始由于各人各自观测，意见亦不一致，地名也未统一（例如用绘制者名字命名）。后来意大利的乔瓦尼·斯加帕雷里（Giovanni Schiaparelli）统合了各家说法而绘制了一个较可信的地图，地名取自地中海、中东等的地名和圣经等作为来源，而其余则依照旧有的观念：暗区被认为是湖（lacus）海（mare）等水体，如太阳湖（Solis Lacus——Lake of the Sun）、塞壬海（Mare Sirenum——the Sea of Sirens）、最明显的暗大三角——大塞地斯（Syrtis Major）；而亮区则是陆地，如亚马逊（Amazonis）。这个命名系统一直延续下来。当时，斯加帕雷里和同期观测者一样，观察到了火星表面似乎有一些从暗区延伸出的细线，因为对于暗区是水体的传统，这些细线命名为水道（canali）。而后来观察到暗区会在冬季时缩小、夏季时扩张，有人提出暗区是植物覆盖、而暗区的扩大缩小则是消长所引起的，改变以往认为暗区是水的说法。帕西瓦尔·罗威尔（Percival Lowell）亦观察到，并宣称那些“水道”其实是人工挖掘的“运河”，用来灌溉植物，因为水道应太细不可见，而看到的细线应是灌溉出的大片植物。风靡大众的火星科幻和火星人即源于此。不过这些细线大多已证明是不存在的，部分则是峡谷或陨石坑后延伸出的深色沙子。而火星表面颜色的改变则是因为沙被风吹移，或发生火星尘暴。

探测史
1960年10月10日14时27分49秒 苏联火星1A号（火星1960A）失败1960年10月14日13时51分03秒 苏联火星1B号（火星1960B）失败1962年10月24日 17时55分04秒卫星22号（火星1962A）失败1962年11月1日 17时55分04秒苏联 火星1号失败1962年11月4日15时35分15秒 苏联卫星24号（火星1962B）失败1964年11月5日 19时22分05秒美国水手3号失败1964年11月28日14时22分01秒 美国水手4号圆满成功1964年11月30日 13时12分苏联 探测器2号失败
火星1965年7月18日14时38分 苏联探测器3号失败1969年2月24日发射升空 美国水手6号7月31日抵达火星 圆满成功1969年3月27日发射升空美国 水手7号8月5日抵达火星 圆满成功1969年苏联火星2A号（火星1969A）失败1969年4月2日10时33分00秒 苏联火星2B号（火星1969B） 失败1971年5月9日01时11分02秒 美国水手8号 发射失败1971年5月30日22时23分04秒美国 水手9号圆满成功1971年5月10日16时58分42秒苏联 宇宙419号失败1971年5月19日16时22分44秒苏联 火星2号失败1971年5月28日15时26分30秒苏联 火星3号不算成功1973年7月21日19时30分59秒苏联 火星4号失败1973年7月25日18时55分48秒苏联 火星5号失败1973年8月5日17时45分48秒苏联 火星6号失败1973年8月9日17时00分17秒苏联 火星7号失败1975年8月20日21时22分00秒美国 海盗1号成功1975年9月9日18时39分00秒美国 海盗2号 成功1988年7月7日17时38分04秒苏联 火卫一1号 失败（弗伯斯1号、福波斯1号）1988年7月12日17时01分43秒苏联 火卫一2号 失败（弗伯斯2号、福波斯2号）1993年8月21日美国 火星观察者抵火星轨道前与地球失去联系1996年11月7日17时00分49秒美国 火星环球勘测者成功1996年11月16日20时48分53秒 俄罗斯火星96发射失败1997年美火星探路者在火星着陆1998年7月3日18时12分日本希望号（行星－B）失败1998年美国 火星气候探测器失败1999年1月3日20时21分10秒美国 火星极地着陆者抵达火星前被坠毁失败1999年1月3日20时21分10秒美国 升空2号失败2001年4月7日15时02分22秒美国 火星奥德赛圆满成功2003年6月2日17时45分26秒欧空局火星快车失败2003年6月10日17时58分47秒美国 勇气号火星漫游车成功2003年7月8日03时18分15秒美国 机遇号火星探测车 成功2007年8月4日09时26分35秒美国发射凤凰号火星极地着陆探测器，后失去联系2009年10月俄罗斯 火卫一-土壤与 中国萤火一号一起发射，因为某些原因，推迟到2011年2010年6月3日 俄罗斯开始在莫斯科进行世界首个模拟火星之旅实验，6名来自俄罗斯、中国、法国等国的志愿者将在狭小的模拟密封舱内生活520个日夜。
NASA公布的火星表面高清全景图
中国萤火一号火星探测器，首枚火星探测器2011年11月9日凌晨搭乘俄罗斯的天顶号运载火箭与福布斯－土壤号火星探测器一起发射升空，将飞行3.5亿公里，大约要经过10个月的飞行，卫星于明年8月至9月才能进入火星轨道。2011年11月9日，俄方宣布福布斯－土壤号火星探测器变轨失败[7]。俄罗斯联邦航天署署长波波夫金11月9号在哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场向外界宣布了这一消息。他说：“我们度过了一个非常沉重的深夜，我们很长一段时间都无法找到这个太空飞行器。现在终于确定了它的位置，并且查明，其发动装置没有工作，两次点火都没有成功。”这意味着，中国的第一颗火星探测器发射以失败告终。2011年11月26日，美国“好奇”号火星车发射升空，随后顺利进入飞往火星的轨道。好奇号是第一辆采用核动力驱动的火星车，2012年8月在火星着陆。