火星

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火星 火星的天文符號
火星
哈伯太空望遠鏡所見的火星
轨道参数
历元 J2000[1]
远日点 2.492 3×108 km
1.666 AU
近日点 2.066 2×108 km
1.381 AU
半长轴 2.279 366 4×108 km
1.523 662 31 AU
离心率 0.093 412 33
会合周期

779.94 日

(2.135 儒略年)
平均速度 24.13 km/s
轨道倾角 1.850 61°
(對太陽赤道5.65°)
升交点黄经 49.578 54°
卫星 2
物理特征
平均半径 3389.5 km
(0.532 倍於地球)
赤道半径 3396.2 km
(0.532 倍於地球)
半径 3376.2 km
(0.531 倍於地球)
表面积

1.441×108 km² (144,798,465 km²)

(0.282 倍於地球)
体积 1.631 8×1011 km³
(0.151 倍於地球)
质量 6.418 5×1023 kg
(0.107 倍於地球)
平均密度 3.94 g/cm³
表面重力

3.693 m/s²

(0.377g)
逃逸速度 5.02 km/s
恒星自转周期 1.026 地球日
(24.622 9 h)
赤道自转速度 868.22 km/h
转轴倾角 25.19°
北极赤经 21 h 10 min 44 s
(317.681 43°)
北极赤纬 52.886 50°
反照率 0.15
表面温度 最低 平均 最高
絕對溫標 130 K 210 K 308 K[2]
攝氏溫標 −143  °C −63 °C 35 °C
视星等 最大:-2.91
衝:平均-2.0
角直径 3.5″-25.1″
衝:平均17.9″
大气
表面气压 6.36 hPa (平均半徑)
0.4-8.7 hPa (季節變化)
成分

95.32% 二氧化碳
2.7% 氮氣
1.6%
0.13% 氧氣
0.08% 一氧化碳
210 ppm 水蒸氣
100 ppm 一氧化氮
2.5 ppm
300 ppb
130 ppb 甲醛
80 ppb
30 ppb 臭氧

10 ppb 甲烷

火星(英語、拉丁語:Mars),是離太陽近的行星,為四顆類地行星之一。在英語中火星被稱為瑪爾斯(Mars,意思是戰神),古漢語中則因为它荧荧如,位置、亮度時常變動讓人無法捉摸而稱之為熒惑。火星在視覺上呈現為橘紅色是由其地表所廣泛分佈的氧化鐵造成的。無論是質量還是體積,在太陽系的八大行星中,火星比水星略大,為第二小的行星。火星的直徑約為地球的一半,自轉軸傾角、自轉週期則與地球相當,但繞太陽公轉一週則需花費約兩倍於地球的時間[3]英文裡前綴areo-即為火星。

在1965年水手4號首次飛掠火星之前,很多人猜測火星上有液態水,因為望遠鏡觀測到的明暗特徵猶如陸地和海洋,而一些細長條紋則被認為是灌溉用的運河。雖然之後證實細線並不存在,可能只是錯視,但火星的確可能擁有液態水,甚至生命[4]火星快車號火星偵察軌道器的雷達資料顯示兩極[5]和中緯度[6]地表下存在大量的水冰。2008年7月31日,鳳凰號直接於表土之下證實水冰的存在。[7]2013年9月26日,火星探測車好奇號發現火星土壤含有豐富水分,大約為1.5至 3重量百分比,顯示火星有足夠的水資源供給未來移民使用。[8][9][10][11]

火星目前有四艘在軌運行中的探測船,分別是火星奧德賽號火星快車號火星偵察軌道器以及刚抵达的MAVEN轨道器,數量是太陽系內除了地球以外最多的。地表還有很多火星車著陸器,包括兩台火星探測漫遊者精神號機會號,和最近結束任務的鳳凰號。根據觀測的證據,火星以前可能覆蓋大面積的水。亦觀察到最近十年內類似地下水湧出的現象。[12]火星全球勘測者則觀察到南極冠有部份退縮。[13]

火星有兩個天然衛星火衛一火衛二,形狀不規則,可能是捕獲的小行星。在地球,火星肉眼可見,亮度可達-2.9,只比金星月球太陽暗,但在大部分時間裡比木星暗。

行星名稱[编辑]

  • 古中國:取其「熒熒如火、亮度與位置變化甚大使人迷惑」之意,命名「熒惑」。《尚書。舜典》記載:「在璿璣玉衡以齊七政。」孔穎達疏:「七政,其政有七,於璣衡察之,必在天者,知七政謂日月與五星也。木曰歲星,火曰熒惑星,土曰鎮星,金曰太白星,水曰辰星。」今日則取名「火星」。
  • 古希臘:因火紅之色而取名「Ares」(音:愛力士),原自希臘神話的神祇,天神宙斯的兒子阿瑞斯(希臘語:Ἀρης)。
  • 古羅馬:因火紅之色而取名「Mars」(音:馬爾斯),原自羅馬神話的神祇,戰神瑪爾斯拉丁語Mars)。

觀測史[编辑]

火星的火红色,自古就吸引着人们,希臘人稱為戰神。此時火星觀測和其他天體般,大部分是為了占星,而後漸漸涉及科學方面,如克卜勒探索行星運動定律時是依據第谷积累的大量而精密的火星運行觀測資料。

各時期的火星觀測

望遠鏡出現後,人们对火星可以进行更進一步的觀測。使用望遠鏡观测星空的伽利略所見的火星只是一個橘紅小點,然而隨著望遠鏡的發展,觀測者開始辨別到一些明暗特徵惠更斯依此測出火星自轉週期約為24.6小時,而他亦為首次紀錄火星南極冠的人。一開始由于各人各自觀測,意見不一致,地名也未統一(例如用繪製者名字命名)。後來義大利喬范尼·斯基亞帕雷利統合了各家說法而繪製了地圖,地名取自地中海、中東等的地名和聖經等作為來源,而其餘則依照舊有的觀念:暗區被認為是湖(lacus)海(mare)等水體,如太陽湖塞壬海、明顯的暗大三角——大瑟提斯;而亮區則是陸地,如亞馬遜。這個命名系統一直延續下來。

當時,斯基亞帕雷利和同期觀測者一樣,觀察到了火星表面似乎有一些從暗區延伸出的細線,因為對於暗區是水體的傳統,這些細線命名為水道(canali)。而後來觀察到暗區會在冬季時縮小、夏季時擴張,有人提出暗區是植物覆蓋、而暗區的擴大縮小則是消長所引起的,改變以往認為暗區是水的說法。帕西瓦爾·羅威爾觀察到並宣稱那些「水道」其實是人工挖掘的「運河」,用來灌溉植物,因為水道應太細不可見,而看到的細線應是灌溉出的大片植物。风靡大众的火星科幻火星人即源于此。不過這些細線大多已證明是不存在的,部分則是峽谷或隕石坑後延伸出的深色沙子。而火星表面颜色的改变则是因为沙被風吹移,或發生火星塵暴

到了太空時代,水手4號傳回的充滿隕石坑的火星照片粉碎了人們對火星文明的幻想,認為火星只是一處如月球般佈滿隕石坑的死寂星球。但隨著往後水手9號等的巨大峽谷、火山和疑似流水遺跡的發現,火星的獨特性、液態水和生命的可能又重新引起人們的興趣。(見#近代探测

物理特征[编辑]

火星直徑約為地球的一半

火星直徑約是地球的一半,體積為15%,質量為11%,表面積相當於地球陸地面積,密度則比其他三顆類地行星還要小很多。[14] 以半徑、質量、表面重力來說,火星約介於地球月球中間:火星半徑約為月球的兩倍、地球的一半,質量約為月球九倍、地球的九分之一,表面重力約為月球的2.5倍、地球的2.5分之一。

自轉與公轉[编辑]

火星與地球的軌道與季節長度比較。

火星與太陽平均距離為1.52AU,公轉週期為687地球日,1.88地球年(以下稱年),或668.6火星日。平均火星日為24小時39分35.244秒[15],或1.027491251地球日。[16]

火星自轉軸傾角為25.19度,和地球的相近,因此也有四季,只是季節長度約為兩倍。由於火星軌道離心率大,為0.093(地球只有0.017),使各季節長度不一致,又因遠日點接近北半球夏至,北半球春夏比秋冬各長約40天。2009年10月26日為北半球春分,2010年5月13日為夏至,目前北半球處春季。

火星軌道和地球的一樣,受太陽系其他天體影響而不斷變動。軌道離心率有兩個變化週期,分別是9萬6千年和2.1百萬年,於0.002至0.12間變化[17];而地球的是十萬年和41.3萬年等,於0.005至0.058間變化(見米蘭科維奇循環)。目前火星與地球最短距離正慢慢減小。至於自轉軸傾角,火星目前是25.19度,但可由13度至40度間變化,週期一千多萬年,不像地球的穩定處於22.1和24.5度間,是因為火星沒有如月球般的巨大衛星來維持自轉軸。[18]也因沒有大衛星的潮汐作用,火星自轉週期變化小,不像地球的會被慢慢拉長,因此現今兩行星的自轉週期相近只是暫時現象。

地質[编辑]

古瑟夫撞擊坑充滿沙石的地表
Endurance撞擊坑中的沙丘

火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、礫石遍佈,沒有穩定的液態水體二氧化碳為主的大既稀薄又寒冷沙塵懸浮其中,每年常有塵暴發生。與地球相比,地質活動不活躍。

火星地表地貌大部份於遠古較活躍的時期形成,充滿撞擊坑,有密佈的隕石坑火山峽谷,包括太陽系最高的奧林帕斯山和最大的峽谷水手號峽谷。另一個獨特的特徵是南北半球的明顯差別:南方是古老、充滿隕石坑的高地,北方則是較年輕的平原,兩極皆有主要以水冰組成的極冠,而上覆的乾冰會隨季節消長。

基於撞擊坑密度的撞擊坑計數法可判別出地表年齡:撞擊坑大而密集處較老,反之則年輕,進而將地質年代分為四個階段:前諾亞紀諾亞紀赫斯珀利亞紀亞馬遜紀。前諾亞紀沒有留下實質地表,此時地形南北差異形成,有全球性磁層;諾亞紀有大量隕石撞擊,火山活動旺盛,可能有溫暖潮濕的大氣、河川和海洋,侵蝕旺盛,但到末期這些活動已減弱很多;赫斯珀利亞紀,火山活動仍然繼續;亞馬遜紀則是大氣稀薄乾燥,以冰為主要活動,如極冠、冰凍層、冰河,並有週期性變遷,溝壑也是這時期形成,火山活動趨緩並集中在塔爾西斯埃律西昂

一個原因是因為火星比地球小,表面積與體積的比例較大,因此火星的冷卻得比地球快,地質活動趨緩,磁場和板塊運動消逝。這也是大氣變薄的因素,進而使液態水無法穩定存在。

現今火星風成地形遍佈,如吹蝕磨蝕等風蝕作用,和沙塵遇地形阻礙而填積侵積等風積作用。(名詞解釋:[19])前者形成如廣泛分布於梅杜莎槽溝層風蝕脊[20],後者則如大瑟提斯高原上撞擊坑下風處的沙塵堆積,和撞擊坑中常見的沙丘

2012年8月,加利福尼亚大学洛杉矶分校的教授尹安在分析了100张来自火星勘测轨道飞行器的卫星图片后发现,火星有类似地球主要板块划分的构造特点[21]

地理[编辑]

火星地形圖,中央為東經180度。低到高順序為藍、綠、黃、紅到最高的白。

火星和地球一樣擁有多樣的地形,有高山、平原和峽谷。南北半球的地形有著強烈的對比:北方是被熔岩填平的低原,南方則是充滿撞擊坑的古老高地,而兩者之間以明顯的斜坡分隔;火山地形穿插其中,眾多峽谷分布各地,南北極有以水冰与干冰組成的極冠,而風成沙丘廣布整個星球。隨著衛星拍攝的越來越多,更發現很多耐人尋味的地形景觀。

20世紀早期地面以無線電波測量火星地形。1976年海盜號進行的地形測量,發現了峽谷和南北半球的巨大差異,而衍生出北方平原本是海洋的假說。火星全球勘測者自1999年起以雷射進行更精確的地形測量,得出目前使用的全球地形圖,以火星大地水準面(Areoid)為基準,最高點在奧林帕斯山,高21,229公尺;最低點在希臘平原,低於基準8,200公尺。[22]現在很多探測器如火星勘察衛星火星快車號火星探測漫遊者運用航照圖的地形判別方法,以視差法來測量區域地形,並製成高解析度立體照片。

火星的經度坐標採用東經0至360度,不是地球的東西經各180度。

來自火星奧德賽號熱輻射成像系統(THEMIS)的影像顯示阿爾西亞山北坡有七個可能的深洞,照片中光線無法抵達底部,推測底部可能更深、更寬,可能免受微隕星、紫外線太陽閃焰和其他高能粒子的侵害,可能是未來尋找液態水或生命痕跡的可行地點。但後來火星勘察衛星的更高解析度HiRISE影像部分推翻了之前猜測,認為只是光線角度造成深不見底的樣子。

大氣[编辑]

由太空所見的火星稀薄且充滿塵埃的紅色大氣層。左下方是阿爾及爾平原。
火星探路者所見的日落,夕陽周圍是藍白色的。

十八世紀自地面望遠鏡觀察到,顯示火星擁有大氣層。自地面的光譜測量發現大氣主要為二氧化碳。1960年代水手4號6號7號亦證實此結果,但測出平均地表氣壓只有6百帕,小於地球表面氣壓的1%,相當於地球表面算起35公里高的氣壓,如此低的氣壓使聲音傳播的距離只有在地球上的1.5%。[23][24]隨著二氧化碳與水氣量的季節變化,氣壓變化可達20%。由於火星比地球離太陽遠,日射量較少,表面溫度應較低,計算值約210K,但實際觀測地表平均約240K,則是因為大量的二氧化碳所造成的溫室效應。由於大氣層很薄,無法保留很多熱,使地表日夜溫差很大,某些地區地表温度白天可達28℃,夜晚可低至-132℃,平均-52℃。

大氣成分为95%的二氧化碳,3%的氮气,1.6%氬气,很少的氧气水氣等,亦充滿著很多懸浮塵埃,吸收藍光使天空成黃褐色。[25]2003年火星大衝時地面望远镜在大气中发现了甲烷;2004年3月,火星奧德賽號确认了这一发现。由於甲烷易被紫外線分解,存在甲烷表示现在或者最近几百年内在火星上存在製造甲烷的来源,火山作用地質作用彗星小行星撞击甚至生物來源如甲烷古菌等都有可能。[26] [27]

2013年9月19日,根據從好奇號得到的進一步測量數據,NASA科學家報告,並沒有偵測到大氣甲烷(atmospheric methan)存在跡象,測量值為0.18±0.67 ppbv,對應於1.3 ppbv上限(95%置信限),因此總結甲烷微生物活性概率很低,可能火星不存在生命。但是,很多微生物不會排出任何甲烷,仍舊可能在火星發現這些不會排出任何甲烷的微生物。[28][29][30]

氣候[编辑]

火星自轉軸有明顯傾斜,日照的年變化形成明顯的四季變化,而一季約為地球的兩倍長。雖然火星沒有地球般受海洋影響的複雜氣候,但仍有以下特殊之處:火星軌道離心率比地球大,造成日射量在一年當中變化更大,位於近日點時,南半球處夏季,比北半球遠日點夏季所造成的升溫更強;隨季節交替,二氧化碳和水氣會昇華和凝結而在兩極冠間遷移,驅動大氣環流;地表反照率特徵,因顏色深淺和沙、岩性質差異而造成的熱慣量(thermal inertia)不同,可影響大氣環流;易發生的塵暴會將沙塵粒子捲入高空,沙塵粒子吸收日光與再輻射會使高層大氣增溫,但遮蔽天空的沙塵會使地表降溫;自轉軸傾角和軌道離心率的長期變化則造成了氣候的長期變遷。火星表面的平均温度比地球低30度以上。

水文[编辑]

相隔六年即發現新的沖蝕溝沉積物

火星地表遍佈著流水的遺跡,有些是洪水刻畫而成,有些則是降雨或地下水流動而形成,但多半年代久遠。沖蝕溝(gullies)則是另一類規模較小的地形,但形成年代十分年輕,常分布於撞擊坑壁,型態多樣。關於成因有兩派說法,一派認為是由流動的水造成,另一方則認為是凹處累積的乾冰促使了鬆軟物質滑動。[31]

北極初夏的冰蓋(1999年)
南極仲夏的冰蓋(2000年)

火星南北極有明顯的極冠,曾被認為是由乾冰組成,但實際上絕大部分為水冰,只有表面一層為乾冰。這層乾冰在北極約1公尺厚,在南極則約8公尺厚,是冬季時凝華而成,到夏季則再度昇華進入大氣,不過南極的乾冰並不會完全昇華。[32]夏季仍存在的部分稱為永久極冠,而整體構造稱做極地層狀沉積(Polar Layered Deposits),和地球南極洲格陵蘭冰層一樣為一層層的沉積構造。北極冠寬達1,100公里,厚達2公里,體積82.1萬立方公里[33]南極冠寬達1,400公里,最厚達3.7公里,體積約1.6百萬立方公里。[34]兩極冰冠皆有獨特的螺旋狀凹谷,推論主要是由光照與夏季接近昇華點的溫度使溝槽兩側水冰發生差異融解和凝結而逐漸形成的。[35][36]

2011年由火星勘察衛星的淺地層雷達發現南極冠有部分原本認為是水冰的地層其實是乾冰,所含二氧化碳量相當於大氣含量的80%,這比以往認為的要多很多。根據此的模擬結果,十萬年一週期的氣候變遷中藉由乾冰昇華、凝結,大氣總質量的變化幅度會達數倍。[37][38]由這些乾冰沉積上方地表的下陷與裂隙判斷,乾冰正在慢慢昇華。[39]

一處疑似冰河的地形

自海盜號即發現,火星北半球中緯度有幾處峽谷底含有條紋流動狀的地表特徵,但不確定是富含冰的山崩、含冰土的流動或是塵礫覆蓋的冰河。但根據更新任務的資料與比對地球的相關地形,支持這些是冰河,且推測是自轉軸傾角較大時的氣候狀態下所累積的。[40]

火星奧德賽號X射線光譜儀的中子偵測器得知,自極區延伸至緯度約60°的地方表層一公尺的土壤含冰量超過60%[41][42],推論有更大量的凍在厚厚的地下冰層cryosphere)。

另外一個關於火星上曾存在液態水的證據,就是發現特定礦物,如赤鐵礦針鐵礦,而這兩者都需在有水環境才能形成。[43]

對於於火星上有冰存在的直接證據在2008年6月20日被鳳凰號發現,鳳凰號在火星上挖掘發現了八粒白色的物體,當時研究人員揣測這些物體不是(在火星有發現鹽礦)就是冰,而四天後這些白粒就憑空消失,因此這些白粒一定昇華了,鹽不會有這種現象。2008年7月31日,美国航空航天局科学家宣布,凤凰号在火星上加热土壤样本时鉴别出有水蒸气产生,从而最终确认火星上有存在。

2013年9月26日,美国航空航天局科學家報告,火星探測車好奇號發現火星土壤含有豐富水分,大約為1.5至 3重量百分比,顯示火星有足夠的水資源供給未來移民使用。[8][9][10][11]

衛星[编辑]

火衛一(左)和火衛二(右)大小比較(合成圖)。

火星有两个天然衛星——火衛一(Phobos)与火衛二(Deimos),最長直徑各為27公里和16公里,形狀不規則並充滿撞擊坑,以近圓形的軌道於接近火星赤道面處公轉。它們雖然很小,但由於接近火星,使火衛一從火星上看約有滿月直徑的二分之一至三分之一大,而視星等火衛一可達-7,火衛二可達-5,白天可能可見。[44]月球一樣,這兩顆衛星都被火星潮汐锁定,因此他们总是以一面对着火星。火衛一的公转週期比火星自转更快,所以在火星上來看是西昇東落的,且只花了約4個小時;而火衛二的公轉周期只比火星自轉慢一些,東昇西落要花約2.4個火星日。[44]因為火衛一離火星很近,火星的潮汐力会慢慢但稳定地减小它的轨道半径,預計再過約760萬年,火衛一将因軌道低於3620公里,也就是火星的洛希极限而被瓦解。[45]另一方面火衛二因为离火星足够远,所以它的轨道反而正在慢慢地被推进。

兩衛星可能是捕獲的小行星,但新研究認為可能是撞擊事件、或原本的衛星被火星潮汐力拉碎後,由散佈軌道上的岩屑再度吸積而形成。[46]

两颗衛星是在1877年被阿薩夫·霍爾发现的,以希腊神话中的福波斯得摩斯命名,兩者皆為战神阿瑞斯的儿子。

近代探测[编辑]

海盜2號接近火星時所照,可見艾斯克雷爾斯山、水手號峽谷和覆霜的阿爾及爾平原。
海盜1號登陸器所攝地景
火星勘察衛星、火星全球勘測者與火星奧德賽號的大小比較
旅居者、火星探測漫遊者、鳳凰號與火星科學實驗室的大小比較

蘇聯美國歐洲日本共已發射數十艘太空船研究火星表面、地質和氣候,包括軌道衛星登陸器漫遊車。總計大約有三分之二的任務在完成前或是才要開始時就因種種原因而失敗。目前將物體由地球地表送往火星約要花費每公斤30,900美元[47]

過去、現在任務[编辑]

第一個飛掠火星的是美國太空總署水手4號,於1965年飛掠。第一個環繞火星的則是水手9號,於1971年進入火星軌道,也成為第一個環繞其他行星的探測船。[48]1971年蘇聯火星計畫火星2號的登陸器墜毀後數日,相同的火星3號的登陸器成功登陸火星,為第一個成功登陸火星的探測器,但登陸十幾秒後即失去聯繫。1975年NASA發射海盜號,包括兩組軌道衛星和登陸器。海盜1號2號軌道衛星各運作了六年和三年。兩個登陸器皆於1976年成功登陸,傳送了第一張火星地景的彩色照片[49],而軌道衛星也繪製了很好的火星地圖,甚至到今天都還在使用。

蘇聯的弗伯斯1號、2號於1988年發射以探測火星和兩個衛星。弗伯斯1號於抵達前失聯,而弗伯斯2號雖然成功拍攝了火星和火衛一,但在準備要放出兩艘登陸器到火衛一之前失聯。

在1992年火星觀察者失敗後,NASA於1996年11月發射了火星全球勘測者,且任務非常成功。它在2001年即完成了原訂的地圖繪製工作,並三次延長任務,直到2006年11月2日失聯而結束,總計共花了10年在太空中工作。在火星全球勘測者發射一個月後,NASA發射了火星探路者,包括了一個登陸器和漫遊車——旅居者(Sojourner),於1997年7月登陸在阿瑞斯峽谷。這任務也很成功,且也很知名,部分是因為傳回的大量照片。[50]

NASA的火星勘測98計畫於1998、99年發射了火星氣候衛星火星極地登陸者,前者預計研究氣候、水與二氧化碳等,後者則預計於南極登陸,船上的搭載深空2號則計畫於火星極地登陸者進入大氣時釋放,直接降落穿入地表進行研究。但整個計畫在2000年到達火星時失敗。

NASA於2007年8月發射鳳凰號,於2008年5月登陸在火星北緯68度的極區。[51]鳳凰號登陸器有一支可伸及2.5公尺的機械手臂,且可挖掘土壤1公尺深。有搭載一座顯微鏡,解析度達人類頭髮寬度的千分之一。2008年6月20日確認2008年6月15日發現的地表白色物質為水冰。[52][53]2008年11月10日進入冬季而無法繼續聯繫鳳凰號,任務結束。[54]

2001年NASA發射了2001火星奧德賽號,任務成功進行並延續到2010年9月。[55]船上的伽瑪射線光譜儀地表下一公尺內偵測到大量的氫,也就是大量的水分子。[56]

2003年歐洲太空總署發射了火星快車號,包括軌道衛星和登陸器——小獵犬2號,而小獵犬2號於2004年2月降落時失敗。[57]2004年船上的行星傅立葉光譜儀於大氣中偵測到甲烷。2006年6月ESA宣布火星快車號發現極光[58]

2003年NASA發射了兩台相同的火星探測漫遊者——精神號(MER-A)和機會號(MER-B)。兩台皆於2004年1月成功登陸並工作超過預定時間。傳回的資料中最有價值的大概是兩地過去有水的確實證據。塵捲風和風暴偶爾清除了太陽能板上的沙塵,使他們得以超過預定任務時間而繼續工作。[59]

2005年8月NASA發射了火星勘察衛星,於2006年3月進入火星軌道展開為期2年的工作。它搭載更進步的通訊系統,頻寬比之前任務總和還寬,且傳回的資料遠多於過去任務的總和。擁有解析度高達0.3公尺的相機——HiRISE,拍攝地表和天氣以尋找未來任務的適合登陸地點。2008年2月19日拍攝到北極冠邊緣的一系列雪崩影像。[60]

2007年2月25日,探測彗星羅塞塔號近距離飛掠火星並拍照,有拍到很高的雲。[61]

2009年2月17日,黎明號飛掠火星以重力助推前往目的地灶神星穀神星,並在接近火星時拍了照。[62]

中俄合作的火衛一-土壤號与2011年升空,將會送回火衛一土壤樣本。而该探测器还将搭载一颗重110公斤的火星探测器,也就中國第一艘無人駕駛火星探測船螢火一號(YH-1),預計乘坐俄羅斯的聯盟號運載火箭升空,航程大約10個月。螢火一號主要研究火星的電離層及周圍空間環境,火星磁場等。该探测器发射到近地轨道后,因为与地面失去联系变轨失败,探测器的碎片于莫斯科时间2012年01月15日坠落在太平洋海域。

繼鳳凰號之後,NASA於2011年的發射的火星科學實驗室(好奇号),在2012年8月6日05:31UTC成功登陆火星的盖尔撞击坑。它和火星探測漫遊者一樣是火星車,但更大更快更進步。搭載雷射化學檢測儀,可在13公尺外分析岩石組成[63]。比起之前其它火星任务,它携带了更多先进科学仪器。本次任务的总成本达到了25亿美元,是历来最贵的火星探测任务。[64]

2008年9月15日NASA發表了MAVEN任務,預計2013年以各種機器研究火星大氣。[65]

芬蘭、俄羅斯的合作計畫MetNet包括數十個登陸器組成觀測網,以研究大氣結構、物理和天氣。[66]這任務的前導任務將會於2011年先發射一至數個登陸器[67],有可能是和火衛一-土壤號併在一起發射。[67]往後的發射會持續到2019年。

未來任務[编辑]

登陸火星的想像步驟

2016年ESA計畫發射第一台火星車——ExoMars,它可挖掘兩公尺深以尋找有機物甚至火星生命。[68]

2004年美國總統布希宣布載人火星任務太空探索展望中的長期目標。[69]NASA和洛克希德·馬丁已開始研究獵戶座太空船,計畫於2020年以前送人類到月球,作為人類登陸火星的準備。2007年9月28日,NASA執行長麥可·D·格里芬聲明NASA預計於2037年以前送人類到火星。[70]

ESA希望於2030至2035年間送人類上火星。[71]而在這之前有其他探測任務,包括ExoMars和火星樣本取回任務

直達火星羅伯·祖賓——火星学会的創始人和主席——提出的極低成本載人火星任務,使用重載的農神五號級火箭,如戰神五號太空探索技術公司(SpaceX)的獵鷹九號,省略軌道組裝、低地軌道會合和月球燃料補給站而直接用小的太空船前往火星。修改後的計畫,叫做Mars to Stay[1],改成先不送回第一批登陸者,狄恩·尤尼克說明送回一開始的四到六人所花費用比送他們到火星還高,反而可再送二十人。[2]

小行星事件[编辑]

  • 2007 WD5:2007年11月20日NASA JPL近地天體觀測計畫發現,一顆直徑約50公尺的小行星2007 WD5可能會在2008年1月30日撞擊火星,但隨著觀測資料越多,終把撞擊機率降至0.01%[72],小行星則於1月30日掠過火星。

火星生命[编辑]

畫家筆下有生命的火星

2000年,美国科学家在南极洲发现了一块火星陨石。这是一块碳酸盐陨石,后被编号为ALH84001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體化石的结构,有人认为这可能是火星生命存在的证据,但也有人認為這只是自然生成的礦物晶體。直到2004年,争论的双方仍然没有任何一方占据上风。

有证据顯示火星曾比今日更适合生命存在,但生命在火星上到底是否真正存在过还没有确切的结论。某些研究者认为源自火星的ALH84001陨石有过去生命活动的证据,但这一看法至今尚未得到公认。另有反对的观点认为,自幾十亿年前产生以来,该陨石从未长期处于液态水存在的温度下(因而不会曾有生命活动)。

海盜号曾做实验检测火星土壤中可能存在的微生物。实验只分析了海盜号着陆点处的土壤并给出了阳性的结果,但随后即被许多科学家所否定,而这一结果也仍就处在争议之中。现存生物活动也是火星大气中存在微量甲烷的解释之一,但亦有其它与生命无关的解释。

人类若对外星殖民,由于火星的适宜条件(同其他行星相比,火星最像地球,而且距离相对较近),它将是人类的首选地点。

人類拓墾[编辑]

文化中的火星[编辑]

古希臘
印第安
中国

古人認為火星在位置及亮度上都常變不定,故稱為「熒惑」,在星占學上象徵殘、疾、喪、飢、兵等惡象。「熒惑守心」是火星留守在心宿天蠍座)的天文現象,心宿主要有三顆星,中間這顆最亮,代表皇帝,旁邊的兩顆代表太子、庶子。熒惑守心是很罕見的天象,被認為最不祥,可能出現兩種結果一是皇帝駕崩,或是宰相下台。西漢成帝綏和二年(前7年),天文台觀測到了熒惑守心,宰相翟方進漢成帝賜了毒酒自殺。翟方進死沒幾天,漢成帝突然暴斃[73],王莽後來稱帝,翟方進之子翟義起兵反王莽。

台灣國立清華大學黃一農教授在他的專書《名家專題精講系列—社會天文學史十講》內的其中一篇文章《中國星占學上最凶的天象──「熒惑守心」》提到,現在以電腦推算發現當年並未發生此天象,中國史籍中記載熒惑守心共二十三次,但有十七次是偽造的。中國歷史上實際發生過的熒惑守心則共有三十八次,且在中國史籍多無記錄[74][75]

网络用语[编辑]

參見[编辑]

神话传说[编辑]

參考文獻[编辑]

  1. ^ Mars Fact Sheet. NASA. [2007-08-02]. 
  2. ^ Mars: Facts & Figures. NASA. [2007-03-06]. 
  3. ^ Peplow, Mark. How Mars got its rust. [2007-03-10]. 
  4. ^ Trudy E. Bell and Tony Phillips. Once Upon a Water Planet. Science @ NASA. March 12, 2002 [2008-06-21]. 
  5. ^ Water ice in crater at Martian north pole http://www.esa.int/SPECIALS/Mars_Express/SEMGKA808BE_0.html
  6. ^ Scientists Discover Concealed Glaciers on Mars at Mid-Latitudes http://www.jsg.utexas.edu/news/rels/112008.html
  7. ^ NASA. NASA Spacecraft Confirms Martian Water, Mission Extended. Science @ NASA. July 31, 2008 [2008-08-01]. 
  8. ^ 8.0 8.1 Leshin, L. A. et al. Volatile, Isotope, and Organic Analysis of Martian Fines with the Mars Curiosity Rover. Science (journal). September 27, 2013, 341 (6153) [September 26, 2013]. doi:10.1126/science.1238937. 
  9. ^ 9.0 9.1 Neal-Jones, Nancy; Zubritsky, Elizabeth; Webster, Guy; Martialay, Mary. Curiosity's SAM Instrument Finds Water and More in Surface Sample. NASA. September 26, 2013 [September 27, 2013]. 
  10. ^ 10.0 10.1 Webster, Guy; Brown, Dwayne. Science Gains From Diverse Landing Area of Curiosity. NASA. September 26, 2013 [September 27, 2013]. 
  11. ^ 11.0 11.1 Chang, Kenneth. Hitting Pay Dirt on Mars. New York Times. October 1, 2013 [October 2, 2013]. 
  12. ^ NASA Images Suggest Water Still Flows in Brief Spurts on Mars. NASA/JPL. December 6, 2006 [2007-01-04]. 
  13. ^ Webster, G.; Beasley, D. Orbiter's Long Life Helps Scientists Track Changes on Mars. NASA. September 20, 2005 [2007-02-26]. 
  14. ^ David R. Williams. Mars Fact Sheet. National Space Science Data Center. NASA. September 1, 2004 [2006-06-24]. 
  15. ^ Technical Notes on Mars Solar Time
  16. ^ Allison, M., and M. McEwen, 2000: A post-Pathfinder evaluation of aerocentric solar coordinates with improved timing recipes for Mars seasonal/diurnal climate studies. Planet. Space Sci., 48, 215-235, doi:10.1016/S0032-0633(99)00092-6.
  17. ^ Mars' Orbital eccentricity over time. Solex. Universita' degli Studi di Napoli Federico II. 2003 [2007-07-20]. 
  18. ^ Phoenix Mars Mission - Education - Overview
  19. ^ 自然地理-風力作用和風成地形 高中地理教師在職進修網,中國文化大學地理系製
  20. ^ Yardangs, On the Surface, Martian Fleets
  21. ^ 美国科学家: 火星也有类似地球板块构造. 联合早报. 2012-08-14. 
  22. ^ Highest and Lowest Points on Mars: A volcano is the tallest mountain - An asteroid crater is the deepest basin geology.com
  23. ^ ASA 151st Meeting Lay Language Papers - Computer simulations of the propagation of sound on Mars
  24. ^ PIA13265: (Almost) Silent Rolling Stones in Kasei Valles, NASA Planetary Photojournal
  25. ^ What color is the Martian sky? Causes of Color
  26. ^ 美國科學家稱產甲烷古菌可能是火星生命形式 國際在線
  27. ^ 參見:科學人第64期,2007年6月號,【甲烷謎霧:火星和泰坦上有生命嗎?】
  28. ^ Webster, Christopher R.; Mahaffy, Paul R.; Atreya, Sushil K.; Flesch, Gregory J.; Farley, Kenneth A. Low Upper Limit to Methane Abundance on Mars. Science (journal). September 19, 2013 [September 19, 2013]. doi:10.1126/science.1242902. 
  29. ^ Cho, Adrian. Mars Rover Finds No Evidence of Burps and Farts. Science (journal). September 19, 2013 [September 19, 2013]. 
  30. ^ Chang, Kenneth. Mars Rover Comes Up Empty in Search for Methane. New York Times . September 19, 2013 [September 19, 2013]. 
  31. ^ More Recent Landslides Spotted on Mars,Universe Today,2010年10月14日。
  32. ^ Mars, polar caps The Internet Encyclopedia of Science
  33. ^ PIA12200: Radar Mapping of Icy Layers Under Mars' North Pole Photojournal: NASA's Image Access
  34. ^ Mars Express radar gauges water quantity around Mars' south pole ESA News
  35. ^ Mars Polar Cap Mysery Solved Mars Today .com
  36. ^ Pelletier J. D. How do spiral troughs form on Mars?. Geology. 2004, 32: 365–367 [2007-02-27]. doi:10.1130/G20228.2. 
  37. ^ PIA13985: Cross Section of Buried Carbon-Dioxide Ice on Mars Photojournal: NASA's Image Access
  38. ^ PIA13986: Thickness Map of Buried Carbon-Dioxide Deposit Photojournal: NASA's Image Access
  39. ^ PIA13987: Pitting from Sublimation of Underlying Dry-Ice Layer Photojournal: NASA's Image Access
  40. ^ Head, J. W.; Marchant, D. R.; Dickson, J. L.; Kress, A. M.; Baker, D. M., Northern mid-latitude glaciation in the Late Amazonian period of Mars: Criteria for the recognition of debris-covered glacier and valley glacier landsystem deposits, Earth snd Planetary Science Letters. June 26, 2009 [2009-11-28], doi:10.1016/j.epsl.2009.06.041 
  41. ^ PIA04907: Water Mass Map from Neutron Spectrometer Photojournal: NASA's Image Access
  42. ^ Kostama, V.-P.; Kreslavsky, M. A.; Head, J. W., Recent high-latitude icy mantle in the northern plains of Mars: Characteristics and ages of emplacement, Geophysical Research Letters. June 3, 2006, 33: L11201 [2007-08-12], doi:10.1029/2006GL025946  'Martian high-latitude zones are covered with a smooth, layered ice-rich mantle'
  43. ^ Mineral in Mars 'Berries' Adds to Water Story, 新聞稿. NASA. 2004-03-03 [2006-06-13]. 
  44. ^ 44.0 44.1 根據Stellarium模擬。
  45. ^ 火衛弗伯斯大限縮短至 1,040 萬年 台北市立天文館
  46. ^ New Theory Says Phobos Formed From Re-Accretion of Impact Debris, Universe Today, 2010-09-20.
  47. ^ NGC: The Universe 3, Cary Mitchell, Purdue University
  48. ^ Mariner 9: Overview. NASA. 
  49. ^ Other Mars Missions. Journey through the galaxy. [2006-06-13]. 
  50. ^ Mars Global Surveyor. CNN- Destination Mars. [2006-06-13]. 
  51. ^ Mars Pulls Phoenix In. University of Arizona Phoenix mission Website. [2008-05-25]. 
  52. ^ Phoenix: The Search for Water. NASA website. [2007-03-03]. 
  53. ^ Frozen Water Confirmed on Mars. UANews.org. [2008-08-24]. 
  54. ^ NASA Mars Mission declared dead. BBC. November 10, 2008 [2008-11-10]. 
  55. ^ NASA's Mars Odyssey Shifting Orbit for Extended Mission. nasa.com. October 9, 2008 [2008-11-15]. 
  56. ^ Britt, Robert. Odyssey Spacecraft Generates New Mars Mysteries. Space.com. March 14, 2003 [2006-06-13]. 
  57. ^ Wardell, Jane. Europe's Beagle 2 Mars Probe Stays Ominously Silent. Space.com. January 26, 2004 [2006-06-13]. 
  58. ^ Bertaux, Jean-Loup; et al. Discovery of an aurora on Mars. Nature Magazine. June 9, 2005 [2006-06-13]. 
  59. ^ Mars Exploration Rovers- Science. NASA MER website. [2006-06-13]. 
  60. ^ Caught in Action: Avalanches on North Polar Scarps (PSP_007338_2640) HiRISE
  61. ^ Beautiful new images from Rosetta’s approach to Mars: OSIRIS UPDATE ESA News
  62. ^ PIA12065: Dawn's Framing Camera Flys by Mars Photojournal: NASA's Image Access
  63. ^ Mars Science Laboratory. NASA's MSL website. [2007-03-03]. 
  64. ^ 好奇号降落瞬间
  65. ^ NASA Selects 'MAVEN' Mission to Study Mars Atmosphere
  66. ^ Introduction to the MetNet Mars Mission. Finnish Meteorological Institute. [2008-08-28]. 
  67. ^ 67.0 67.1 The MetNet Mars Precursor Mission. Finnish Meteorological Institute. [2008-08-28]. 
  68. ^ Rincon, Paul. European Mars launch pushed back. November 10, 2006 [2006-10-10]. 
  69. ^ Britt, Robert. When do we get to Mars?. Space.com FAQ: Bush's New Space Vision. [2006-06-13]. 
  70. ^ NASA aims to put man on Mars by 2037. AFP.  (Bad link)
  71. ^ Liftoff for Aurora: Europe’s first steps to Mars, the Moon and beyond. October 11, 2002 [2007-03-03]. 
  72. ^ NASA JPL:News Rleases2007 WD5 Mars Collision Effectively Ruled Out - Impact Odds now 1 in 10,000
  73. ^ 《漢書》記載:「綏和二年春,熒惑守心。二月乙丑,丞相翟方進欲塞災異自殺,三月丙戌,宮車晏駕。」
  74. ^ 黄一农:《中国星占学上最凶的天象:“荧惑守心”》
  75. ^ 張嘉鳳、黃一農,《天文對中國古代政治的影響──以漢相翟方進自殺為例》,清華學報 新二十卷第二期,1990年12月。第361-378頁。

外部链接[编辑]

火星上的水
火星探索