火星

红色星球

火星是距离太阳第四近的行星，也是最外侧的岩质行星。它的宽度约为地球的一半，表面重力略高于地球的三分之一。

火星的铁锈色来自尘土和岩石中被氧化的铁矿物，这与旧铁生锈变红是同样的化学过程。风携带的细尘几乎把这种颜色铺满了一切，甚至把天空染成淡淡的奶油糖色。

火星的自转轴倾斜约25度，与地球的23.4度相近，所以它也像地球一样有季节。由于火星的一年将近两个地球年，每个季节大约也要长一倍。

巨型火山与巨大峡谷

奥林匹斯山是太阳系中已知最高的火山。它高出周围平原约25千米，几乎是珠穆朗玛峰高度的三倍，底座面积相当于美国亚利桑那州那么大。

它之所以能长得这么大，是因为火星没有移动的构造板块。地下的一个热点长期停留在同一块地壳下方，熔岩越堆越高。

水手谷是一个长约4000千米、深约5至10千米的峡谷系统。它主要是地壳拉伸开裂形成的，而不是河流冲刷出来的。如果放在地球上，它能从北美洲东海岸一直延伸到西海岸。

曾经湿润的行星

轨道器和火星车发现了干涸的河床、三角洲，以及只能在水中形成的矿物。数十亿年前，火星很可能有过湖泊，北部低地或许还有一片浅海。

如今，液态水无法在火星表面长期存在，因为空气太稀薄、太寒冷。水仍以冰的形式存在于极冠中，并大面积埋藏在地表之下不深处。弄清火星湿润时期是否存在过生命，是火星探索的主要目标之一。

火星早期较厚的大气之所以消失，可能是因为它的磁场很久以前就减弱了。失去这面护盾后，太阳风慢慢把气体剥离到太空中，NASA的MAVEN轨道器已直接测量到了这一过程。

稀薄的空气与沙尘暴

火星大气约95%是二氧化碳，而且非常稀薄：地表气压不到地球海平面气压的1%。

如此稀薄的空气留不住多少热量，所以温度变化很大。赤道附近夏天的午后可达约27 °C，而极地的夜晚则会降到约−128 °C。

风把细尘卷起，形成沙尘暴。大多数沙尘暴是局部的，但每隔几年就会有一场沙尘暴不断扩大，在数周内笼罩整颗行星。2018年的一场全球性沙尘暴遮挡了大量阳光，依靠太阳能供电的机遇号火星车因此断电，从此失去联系。

极冠会随季节变化。在每个半球的冬季，空气中的部分二氧化碳会冻结成干冰覆盖在极冠上，春天再变回气体。这让全球气压在一年中出现明显变化。

全球平均来看，火星表面温度约为−53 °C。日常的风很温和，但阵风可超过每小时约100千米。由于空气太稀薄，即使是强阵风，站在那里的人也只会觉得像一阵微风。

火卫一与火卫二

火星有两颗形状不规则的小卫星。火卫一直径约22千米，火卫二约13千米。它们可能都是被俘获的小行星，也可能是很久以前一次大撞击从火星上抛出的碎块。

火卫一离火星非常近，一天能绕火星三圈。它正在缓慢地螺旋靠近火星，几千万年后，它要么撞上火星，要么碎裂成一个环。

从火星表面看，火卫一西升东落，因为它的公转比火星自转还快。更远的火卫二则要用两天多的时间才缓缓划过天空。

探索火星

火星是除地球外被探访最多的行星。NASA的第一辆火星车旅居者号于1997年着陆。2004年，孪生火星车勇气号和机遇号相继抵达，机遇号持续行驶了约14年。

汽车大小的好奇号火星车于2012年降落在盖尔陨石坑，至今仍在研究记录火星水世界历史的层状岩石。毅力号于2021年降落在古老湖床耶泽罗陨石坑，正在采集岩石样本，未来的任务可能会把它们带回地球。

毅力号携带了一架名为机智号的小型直升机，它于2021年4月完成了在另一颗行星上的首次动力飞行。机智号原计划飞5次，实际飞了72次，直到2024年1月旋翼受损才结束任务。中国的祝融号火星车也于2021年着陆，多个国家的众多轨道器正在从上方绘制火星地图。

在火星着陆很难。稀薄的空气足以让下降中的探测器升温，却不足以只靠降落伞让它减速，因此任务还会使用火箭、安全气囊，好奇号和毅力号则用悬停的“空中吊车”通过缆绳把火星车放到地面。

如何亲眼看到火星

火星稳定的橙红色让它很容易用肉眼辨认。它在冲日前后最好看，那时地球位于火星和太阳之间。这大约每26个月发生一次，届时火星在日落时升起，整夜可见。

由于火星轨道明显呈椭圆形，有些冲日时火星离地球比其他时候近得多，所以每次冲日时它的亮度和视大小都不相同。

在冲日前后用小型望远镜观测，火星呈现为一个小小的圆面。在大气稳定的夜晚，常常能分辨出明亮的白色极冠和较暗的灰色斑块，那是岩石裸露、表面亮色尘土较少的区域。由于地球大气会让图像抖动，提高放大倍率并保持耐心会有帮助。

在两次冲日之间，地球以更快的轨道速度跑到前面，火星就变暗变小。冲日前后的几个月里，火星还会有一段时间看起来在恒星背景上向后移动，这种现象叫作逆行，是地球超越火星造成的。