命名

古羅馬人稱火星為瑪爾斯，是羅馬神話中的戰(zhàn)神，古巴比倫人也稱為“紅色星球，因其為紅色。

在古中國，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”?！渡袝に吹洹酚涊d：“在璿璣玉衡以齊七政。”孔穎達(dá)疏：“七政，其政有七，于璣衡察之，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(zhèn)星，金曰太白星，水曰辰星?！苯袢談t取名“火星”。

自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)

公轉(zhuǎn)

火星與太陽平均距離為1.52AU（天文單位），公轉(zhuǎn)周期為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，或1.027491251地球日。在地球，火星肉眼可見，亮度可達(dá)-2.9，只比金星、月球和太陽暗，但在大部分時間里比木星暗。

自轉(zhuǎn)

火星自轉(zhuǎn)軸傾角為25.19度，和地球的相近，因此也有四季，只是季節(jié)長度約為兩倍。由于火星軌道離心率大約為0.093（地球只有0.017），使各季節(jié)長度不一致，又因遠(yuǎn)日點(diǎn)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，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周期，分別是9.6萬年和210萬年，于0.002至0.12間變化；而地球的是10萬年和41.3萬年等，于0.005至0.058間變化（見米蘭科維奇循環(huán)），火星與地球最短距離正慢慢減小。至于自轉(zhuǎn)軸傾角，火星是25.19度，但可由13度至40度間變化周期一千多萬年，不像地球的穩(wěn)定處于22.1和24.5度間，是因?yàn)榛鹦菦]有如月球般的巨大衛(wèi)星來維持自轉(zhuǎn)軸。也因沒有大衛(wèi)星的潮汐作用，火星自轉(zhuǎn)周期變化小，不像地球的會被慢慢拉長，因此現(xiàn)今兩行星的自轉(zhuǎn)周期相近只是暫時現(xiàn)象。

發(fā)現(xiàn)歷史

極地冰冠

2007年3月，NASA的一項(xiàng)研究表明南極冠的冰假如全部融化，可覆蓋整個星球。推論有更大量的水凍在厚厚的地下冰層（cryosphere），只有當(dāng)火山活動時才有可能釋放出來。史上最大的一次是在水手谷形成時，大量水釋出，造成的洪水刻劃出眾多的河谷地形，流入克里斯平原。另一次較小的一次，是在五百萬年前科伯洛斯槽溝（Cerberus Fossae）形成時，釋出的水在埃律西姆平原（Elysium Planitia）形成冰海，至2019仍能看見痕跡。

對于火星上有冰存在的直接證據(jù)在2008年6月20日被美國宇航局的鳳凰號發(fā)現(xiàn)，鳳凰號在火星上挖掘發(fā)現(xiàn)了八粒白色的物體，當(dāng)時研究人員揣測這些物體不是鹽（在火星有發(fā)現(xiàn)鹽礦）就是冰，而四天后這些白粒就憑空消失，因此這些白粒一定升華了，鹽不會有這種現(xiàn)象?；鹦侨蚩睖y者所照的高分辨率照片顯示出有關(guān)液態(tài)水的歷史。盡管有很多巨大的洪水道和具有樹枝狀支流的河道被發(fā)現(xiàn)，還是沒發(fā)現(xiàn)更小尺度的洪水來源。推測這些可能已被風(fēng)化侵蝕，表示這些河道是很古老的。

火星全球勘測者高解析照片也發(fā)現(xiàn)數(shù)百個在隕石坑和峽谷邊緣上的溝壑。它們趨向坐落于南方高原、面向赤道的隕石坑壁上。因?yàn)闆]有發(fā)現(xiàn)部分被侵蝕或被隕石坑覆蓋的溝壑，推測他們應(yīng)是非常年輕的。有個特別引人注目的例子。短短6年，這個溝壑又出現(xiàn)新的白色沉積物。NASA火星探測計劃（Mars Exploration Program）的首席科學(xué)家麥克·梅爾（Michael Meyer）表示，只有含大量液態(tài)水才能形成這樣的樣貌。而水是出自降水、地下水或其他來源仍是一個疑問。不過有人提議，這可能是二氧化碳霜或是地表塵埃移除造成的。11米深。另外，地下的水冰永凍土可由極區(qū)延伸至緯度約60°的地方。

探索生命

2000年，一塊火星隕石在美國于南極洲發(fā)現(xiàn)，編號為ALH84001的碳酸鹽隕石。美國國家航空航天局聲稱在這塊隕石上發(fā)現(xiàn)了一些類似微體化石結(jié)構(gòu)，有人認(rèn)為這可能是生命存在的證據(jù)，但有人認(rèn)為這只是自然生成的礦物晶體。但直到2004年，爭論的雙方仍然沒有任何一方占據(jù)上風(fēng)。海盜號（Viking）探測器曾做實(shí)驗(yàn)檢測火星土壤中可能存在的微生物。實(shí)驗(yàn)限于維京號的著陸點(diǎn)并給出了陽性的結(jié)果，但隨后即被許多科學(xué)家所否定。這是正在進(jìn)行中的爭議。現(xiàn)存生物活動也是火星大氣中存在微量甲烷的解釋之一，但通常人們更認(rèn)同其它與生命無關(guān)的解釋。將來人類若對外星殖民，由于火星的友善條件（同其他行星相比，火星最像地球），火星很可能是首選目的地。太空存活藻類或幫助人類在火星耕作。國際空間站實(shí)驗(yàn)。幸存的水藻分別是源于挪威斯瓦爾巴群島的球囊藻和來自南極的念珠藻。

位置信息

近距地球離約為5500萬公里，最遠(yuǎn)距離則超過4億公里。兩者之間的近距離接觸大約每15年出現(xiàn)一次。1988年火星和地球的距離曾經(jīng)達(dá)到約5880萬公里，而在2018年兩者之間的距離將達(dá)到5760萬公里。但在2003年的8月27日火星與地球的距離僅為約5576萬公里，是6萬年來最近的一次。不過據(jù)天文學(xué)家推算，在從公元1600年到2400年這800年間，火星與地球的近距離只能排在第三位。根據(jù)推算結(jié)果，到2366年9月2日，兩者之間的距離將為約5571萬公里。而到2287年8月28日，兩者將更為接近，距離為約5569萬公里。一般來說，火星和地球距離近的年份是最適合登陸火星和在地面對火星觀測的時機(jī)。

天文數(shù)據(jù)

衛(wèi)星光環(huán)

火星有兩個天然衛(wèi)星：火衛(wèi)一，和火衛(wèi)二，形狀不規(guī)則，可能是捕獲的小行星?；鹦l(wèi)一（Phobos，英語發(fā)音“FOH bus”中譯：弗鉑斯）呈土豆形狀，一日圍繞火星3圈，距火星平均距離約9378公里。它是火星的兩顆衛(wèi)星中較大也是離火星較近的一顆?；鹦l(wèi)一與火星之間的距離也是太陽系中所有的衛(wèi)星與其主星的距離中最短的，從火星表面算起只有6000千米。它是太陽系中最小的衛(wèi)星之一，也是太陽系中反射率最低的天體之一?；鹦l(wèi)一上有一個巨大的撞擊坑，叫斯蒂克尼撞擊坑，由于軌道離火星很近，火衛(wèi)一的轉(zhuǎn)動快于火星的自轉(zhuǎn)。因此從火星表面看火衛(wèi)一從西邊升起，在4小時15分鐘或更短的時間內(nèi)劃過天空在東邊落山。由于軌道周期短以及潮汐力的作用火衛(wèi)一的軌道半徑在逐漸變小，最終它將撞到火星表面，或者破碎形成火星環(huán)。

火衛(wèi)二（Deimos，中譯：戴摩斯）是火星最小的一顆衛(wèi)星，平均半徑為6.2千米（3.9英里），逃逸速度為5.6m/s（20km/h）。它是火星較小和較外側(cè)的已知衛(wèi)星，另一顆是火衛(wèi)一。火衛(wèi)二與火星的距離是23460千米（14580英里）以30.3小時的周期環(huán)繞火星，軌道速度為每秒1.35公里。在希臘神話中Deimos是阿瑞斯（Ares）與阿芙羅狄蒂（Aphrodite）的另一個兒子。“Deimos”在希臘語中意味著“驚慌”。

火星環(huán)境

溫度

火星的軌道是橢圓形。因此，在接受太陽照射的地方，近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)之間的溫差將近160攝氏度。這對火星的氣候產(chǎn)生巨大的影響?；鹦巧系钠骄鶞囟却蠹s為218K（開爾文，溫度單位，即從絕對零度-273.15℃開始的攝氏度）（-55℃，-67℉），但卻具有從冬天的140K（-133℃，-207℉）到夏日白天的將近300K（27℃，80℉）的跨度。盡管火星比地球小得多，但它的表面積卻相當(dāng)于地球表面的陸地面積。

2008年7月31日，美國航空航天局科學(xué)家宣布，鳳凰號火星探測器在火星上加熱土壤樣本時鑒別出有水蒸氣產(chǎn)生。

2013年3月初，美國宇航局“好奇”號火星車發(fā)現(xiàn)火星巖石中存在含水礦物質(zhì)的可靠證據(jù)，該巖石樣本位于之前“好奇”號挖掘發(fā)現(xiàn)黏土層的鄰近位置?！昂闷妗碧柨茖W(xué)小組宣稱，科學(xué)家對該火星車挖掘的泥巖巖石粉末樣本分析表明，火星遠(yuǎn)古時期的環(huán)境狀況適宜微生物生存。3月18日（美國東部時間），美國德州月球和行星科學(xué)會議發(fā)布的一份新聞簡報證實(shí)了另一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，表明挖掘地點(diǎn)之外的區(qū)域也存在著含水物質(zhì)。研究人員使用“好奇”號火星車上的紅外觀測相機(jī)，以及能夠釋放中子至火星表面的勘測儀器，他們發(fā)現(xiàn)之前“好奇”號抵達(dá)的含黏土巖層地點(diǎn)鄰近區(qū)域也存在著更多的水合礦物質(zhì)。

2013年12月9日，NASA公布“火星好奇號”機(jī)器人拍攝到火星蓋爾環(huán)形山圖片?？茖W(xué)家表示，好奇號在附近進(jìn)行勘探并且發(fā)現(xiàn)可能存在水的可能；雖然沒有直接找到水，但科學(xué)儀器表明可能性非常大。

2015年03月06日，科學(xué)家稱火星表面曾非常濕潤，含水量超過北冰洋。美國宇航局行星科學(xué)部門主管吉姆·格林（Jim Green）指出，對火星大氣開展的一項(xiàng)研究顯示這顆行星的幾乎整個北半球在歷史上都曾經(jīng)被深度達(dá)到1英里左右的水體所覆蓋。這項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)火星地表直到大約12億年前還存在著大量的水體。

2015年9月29日，美國宇航局稱最新證據(jù)表明此前在火星表面一些隕坑坑壁上觀察到的神秘暗色條紋可能與間歇性出現(xiàn)的液態(tài)水體有關(guān)。來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)表明這些坑壁上的暗色條紋可能是含鹽水體沉積過程產(chǎn)生的結(jié)果。尤為關(guān)鍵的一點(diǎn)在于，這種含鹽水體將能夠改變火星表面水體的冰點(diǎn)與沸點(diǎn)，從而使得液態(tài)水體在火星地表的存在成為可能。

2018年7月25日，法新社消息稱，火星上發(fā)現(xiàn)了第一個液態(tài)水湖。報道稱，科學(xué)家們在火星上發(fā)現(xiàn)了巨大的地下蓄水層，這增加了火星上存在生命的期望。

2019年10月，美國航天局表示，“好奇”號火星車在火星蓋爾隕石坑內(nèi)發(fā)現(xiàn)了富含礦物鹽的沉積物，表明坑內(nèi)曾有鹽水湖，顯示出氣候波動使火星環(huán)境從曾經(jīng)的溫潤、潮濕演化為如今冰凍、干燥的氣候。

湖泊遺跡

環(huán)繞火星的衛(wèi)星證實(shí)了照片上巨大的隕石坑曾經(jīng)是一個火山湖?；鹦擒囋谝粋€水流的沉積物成扇形的三角洲著陸而發(fā)現(xiàn)了它。這個65千米寬的隕石坑雖然已經(jīng)徹底干枯了，但是這種跡象表明古老的火星上曾經(jīng)很濕潤。圖片上的三角洲位于火星南部高地的厄伯斯華德隕石坑，看起來像是一個向右邊凹進(jìn)的半圓。它是在37億年前一次小行星的猛烈撞擊下形成的。

隕坑只有右邊是完整的，其余的被一個由后來隕石猛烈撞擊形成的更大的霍爾登隕坑所掀起的碎屑覆蓋。在圖片上看，霍爾登隕坑在圖片的左邊。

這就是原始的火山湖，火星探測器在一處水流的沉積物成扇形的三角洲著陸而拍攝到的奇觀。這個巨大的火星隕石曾是一個火山湖，完全處于潮濕的狀態(tài)，而如今由于無數(shù)次的隕石撞擊，它早已干枯。隕石坑的右邊保存完整，然而其余部分由后來隕石猛烈撞擊形成的更大的霍爾登隕坑所掀起的碎屑覆蓋。如今可以看來這個河口三角洲顯示火星曾是水世界。狹長，彎曲的河道，用于湖水的流淌和沉積物的儲存。由于多年的侵蝕作用和行星的碰撞，沉積物掩埋堆積而促使表面干枯。厄伯斯華德隕坑被完整的保留，只有警示性的115㎞2的三角洲可見。在隕石坑上部附近有一條狹長，彎彎曲曲的河道用來蓄水和儲存沉積物的。三角洲的特殊性描繪出了一個曾充滿水的火山湖，清晰有力的證據(jù)顯示火星表面曾有液態(tài)水流淌過。厄伯斯華德和霍爾登隕坑都曾很自然的被認(rèn)定為美國宇航局下一個火星車“好奇號”的著陸點(diǎn)的候選者。

美國國家航空暨太空總署宣布，“好奇號”火星探測車在火星發(fā)現(xiàn)了一處早已干涸的遠(yuǎn)古淡水湖，并且找到了碳、氫、氧、硫、氮等關(guān)鍵的生命元素?？茖W(xué)家表示，理論上這個湖泊曾經(jīng)支持過一些簡單的微生物存活。

遠(yuǎn)古海洋

火星上可能曾有過海洋，但是在地質(zhì)歷史上僅存在過一瞬間，這一分析讓這顆紅色星球上曾存在生命的觀點(diǎn)受到挫折。這是美國宇航局（NASA）加州帕薩迪納市噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的Tim Parker提出的一項(xiàng)新理論。在2016年3月他爭論稱，小行星連環(huán)撞擊早期火星可能曾讓水涌到該行星表面，至少暫時如此。

Parker一直認(rèn)為，海洋曾蔓延至火星北半球一半的面積，有跡象表明火星的表面一度被水覆蓋，如果火星一直像當(dāng)前看到的那樣干燥、被灰塵覆蓋，那么其大量地質(zhì)特征就很難解釋。

這些特征包括由NASA“機(jī)遇”號漫游者在火星上漫步十多年發(fā)現(xiàn)的多邊形裂縫。在地球上，這些裂縫需要水蒸氣才能形成，因此Parker認(rèn)為它們強(qiáng)烈表明，漫游者行走的地方曾是海洋的邊緣。“（‘機(jī)遇’號行走過的）超過43公里的火星表面的均勻特征非常容易解釋，那里一度曾是淺海。”他說。然而，問題在于古火星氣候模型很難匹配讓液體水留在火星表面的狀態(tài)，這需要更厚的大氣層。這些大氣層可能曾很快消失，留下了當(dāng)今的火星。

據(jù)美國太空網(wǎng)報道，科學(xué)家們已經(jīng)掌握更多證據(jù)證明在數(shù)十億年前火星表面的大部分地區(qū)曾經(jīng)被廣闊的海洋覆蓋有關(guān)這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的文章已經(jīng)刊載于7月12日出版的《地球物理學(xué)報》上。

這些最新的證據(jù)來自正圍繞火星運(yùn)行的強(qiáng)大飛船“火星勘測軌道器”（MRO）拍攝的圖像。根據(jù)這些圖像科學(xué)家們識別出一個巨大的沖積三角洲這個三角洲所在的河流最終注入一個面積幾乎覆蓋1/3火星表面的巨型海洋。

論述這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的論文作者之一是美國加州理工學(xué)院地質(zhì)學(xué)助理教授麥克·蘭博（Mike Lamb），他表示：“科學(xué)家們長期以來一直認(rèn)為火星北半球廣闊的低地平原是一片干涸的古代海洋，但是苦于缺乏確鑿的證據(jù)?！?/p>

此次的研究結(jié)果盡管距離給出直接的證據(jù)仍然有距離，但它的確進(jìn)一步支持了這一理論。研究小組仔細(xì)審視由火星勘測軌道器搭載的HiRise相機(jī)拍攝的火星北半球低地地區(qū)一小片區(qū)域的高分辨率圖像。該設(shè)備可以識別火星地表10英寸（約合25厘米）直徑的物體。更加具體而言，科學(xué)家們仔細(xì)觀察了一個名為“Aeolis Dorsa”的區(qū)域中的一部分，面積約100㎞2，這片地區(qū)距離蓋爾隕石坑約620英里（約合1000公里）。蓋爾隕坑便是美國好奇號火星車登陸的地方，它正在這一地區(qū)開展地質(zhì)考察。

這一小塊區(qū)域中分布有很多隆起的脊線，這主要是長期流水沉積下來的一些較粗礫石堆積形成的這種脊線在其所在的河流干涸很久之后仍然能夠繼續(xù)存在，從而告訴科學(xué)家們這里曾經(jīng)存在過的水系的情況。HiRise相機(jī)的圖像讓科學(xué)家們得以以極高的分辨率查看這一小塊地區(qū)的地表情況。研究人員發(fā)現(xiàn)這些高起的脊線呈放射狀擴(kuò)散而地形上朝向脊線末端逐漸降低高度，這就像是地球上的河流三角洲——即河流入?？诟浇那闆r。

在此之前在火星上便已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過河流三角洲遺跡。但是其中絕大部分都位于隕石坑或其它地質(zhì)學(xué)上封閉的區(qū)域內(nèi)，因此那些案例所提示的是火星過去存在的湖泊，而不是一個全球性的海洋。但是這次的發(fā)現(xiàn)不同。研究論文的第一作者，加州理工的博士后羅曼·迪比爾斯（Roman DiBiase）表示：“這可能是最具說服力的證據(jù)之一證明存在一個注入火星北部廣闊水域的河流三角洲遺跡?！?/p>

但是至于這個位于火星北半球的巨大水體究竟規(guī)模幾何，仍然是一個開放性的問題但是它至少曾經(jīng)完全淹沒了Aeolis Dorsa地區(qū)，覆蓋面積至少為3.86萬平方英里（約合10萬平方公里）。甚至很有可能這就是長期以來科學(xué)家們苦苦尋找證據(jù)的火星全球海洋的證據(jù)有一部分科學(xué)家甚至認(rèn)為這個海洋有可能覆蓋了火星1/3的面積。

研究組也指出，這一三角洲所在的位置不排除在過去可能曾經(jīng)也是位于一個隕石坑內(nèi)部，但是后來這個隕石坑被完全侵蝕殆盡了。如果是這種情況那么就說明火星上的地質(zhì)活動要比原先設(shè)想的復(fù)雜得多。

接下來研究人員打算繼續(xù)沿著這一地區(qū)附近的“海岸線”搜尋古代海洋存在的證據(jù)，從而為揭示這顆紅色星球過去更加溫暖潮濕的氣候環(huán)境提供證據(jù)蘭博表示：“在我們和其他人的工作中，包括好奇號火星車所做的研究都已經(jīng)在火星上發(fā)現(xiàn)了豐富的沉積紀(jì)錄這些沉積紀(jì)錄反映了火星過去環(huán)境的線索，包括降水，地表水體，河流三角洲以及可能存在的海洋”：“火星的古代環(huán)境以及這些環(huán)境下產(chǎn)生的沉積紀(jì)錄，都和地球非常相似。

2015年9月28日，科學(xué)家稱火星上不但只有位于兩極、已經(jīng)凝固成冰的水，更有只會在和暖季節(jié)時出現(xiàn)、流動的液態(tài)水?？茖W(xué)家指他們的最新發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)烈支持在火星表面上，有鹽水于夏季時分在部分斜坡上流動的理論。報告指，這些又窄又黑、猶如手指的痕跡，只會在火星最和暖的季節(jié)時出現(xiàn)，但于其余時節(jié)就會消失。出現(xiàn)這種季節(jié)性的情況，是因?yàn)辂}降低了水的凝固點(diǎn)。不過，這次發(fā)現(xiàn)的最重要意義，是因?yàn)樗巧钠鹪?，因此今次發(fā)現(xiàn)火星存有流動水，令科學(xué)家下一個目標(biāo)，就是要在火星上作進(jìn)一步的探索，以調(diào)查火星現(xiàn)時是否有任何微生物形態(tài)的生命。

地下水

2014年4月19日，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)火星內(nèi)部存在龐大的水資源，酷似巨型“地下水庫”，在某些地方的水資源儲量甚至與地球內(nèi)部相當(dāng)。這個發(fā)現(xiàn)可能顛覆了之前科學(xué)家對火星的研究，因?yàn)榭茖W(xué)家曾經(jīng)估計火星內(nèi)部的水資源相當(dāng)貧乏。專家稱：“我們對之前的研究感到困惑，因?yàn)楝F(xiàn)階段的發(fā)現(xiàn)意味著以往對火星內(nèi)部環(huán)境的認(rèn)識存在錯誤，認(rèn)為火星內(nèi)部并不存在如此大量的‘水資源’。”此外，火星內(nèi)部的大量“水資源”應(yīng)該如何滲透進(jìn)入火星表面的呢。研究人員認(rèn)為火山是一個主要通道，可以將內(nèi)部的“水資源”轉(zhuǎn)移到火星表面?？茖W(xué)家研究了兩顆火星隕石，它們形成于火星的地幔中，其位于火星地殼下方。這些隕石之所以能在大約250萬年前墜落到地球上，是因?yàn)榛鹦窃?jīng)發(fā)生過一次猛烈的撞擊事件。

水合礦物

“好奇”號對蓋爾隕坑內(nèi)的一個區(qū)域進(jìn)行了勘察。這個區(qū)域被稱之為“黃刀灣”?？茖W(xué)家認(rèn)為數(shù)十億年前水曾經(jīng)從這個隕坑的邊緣往下流淌，形成深度可達(dá)到3英尺（約合90厘米）的溪流。這些新發(fā)現(xiàn)是借助“好奇”號桅桿相機(jī)的紅外成像能力以及一臺可以向地面發(fā)射中子，用以探測氫的儀器得出的。近紅外光之間的亮度差異能夠揭示水合礦物的存在。這些礦物在水的作用下發(fā)生變化。借助于桅桿相機(jī)，在狹窄的紋理內(nèi)發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)度提高的水合作用信號這些紋理穿過這一區(qū)域的很多巖石。這些明亮的紋理含有水合礦物，不同于在周邊巖層中發(fā)現(xiàn)的粘土礦物。

俄羅斯制造的中子動態(tài)反照率測量儀能夠探測土壤礦物中的水分子中的氫。研究結(jié)果顯示黃刀灣曾經(jīng)擁有的水?dāng)?shù)量超過“好奇”號此前造訪的其他地區(qū)?！霸邳S刀灣發(fā)現(xiàn)的水存在跡象超過‘好奇’號勘探過的其他地區(qū)。即使在黃刀灣內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了水存在跡象數(shù)量的巨大差異。”

美國國家航空航天局宣布，好奇號對一個巖石樣本分析時發(fā)現(xiàn)了重要的化學(xué)元素，證明火星一度出現(xiàn)可支持生命存在的環(huán)境。在一個古代河床的沉積巖中的巖石粉末樣本中，發(fā)現(xiàn)了硫、氮、氫、氧、磷和碳，其中一些是形成生命所需的要素。數(shù)據(jù)顯示，“好奇”號當(dāng)前勘探的黃刀灣可能是一個古代河系的盡頭，或者是一個間歇濕潤湖床，能夠?yàn)槲⑸锾峁┗瘜W(xué)能量以及其他必要條件。2018年1月，美國研究人員傳出了一個重大好消息，在火星地下，發(fā)現(xiàn)了更容易開采的水源。

2004年，機(jī)遇號火星車在“奮進(jìn)”隕石坑附近發(fā)現(xiàn)彈珠形藍(lán)色奇異物體，被形象地稱之為“火星藍(lán)莓”?？茖W(xué)家表示：“這些物體的外部似乎易碎，中部則較為柔軟。它們的密度、結(jié)構(gòu)和構(gòu)成均存在差異，分布也不同。這是一個非常有趣的地質(zhì)學(xué)謎團(tuán)?！币环N理論認(rèn)為火山噴出的巖漿形成了這些小球，而不是在水的作用下形成。在“火星藍(lán)莓”內(nèi)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大量赤鐵礦，說明它們在地下水穿過多孔巖過程中形成。水流能夠?qū)е乱幌盗谢瘜W(xué)反應(yīng)，促使鐵礦變成小球。不過，這一理論無法解釋“藍(lán)莓”的尺寸為何較小。研究發(fā)現(xiàn)，“火星藍(lán)莓”只是小隕石在穿過火星大氣層過程中分裂后留下的殘余，無法證明火星古代曾出現(xiàn)流水。隕石撞擊是一種更令人信服的解釋，能夠解釋“火星藍(lán)莓”的外形和構(gòu)成。科學(xué)家稱：“這些小球的任何一種物理特性都與凝固模型不匹配，但隕石理論能夠解釋它們的所有特性?！?/p>

在火星赤鐵礦石一致性方面，絕大多數(shù)“火星藍(lán)莓”的直徑都在0.16英寸（約合4毫米）左右，通常不超過0.24英寸（約合6.2毫米）。米斯拉教授指出“火星藍(lán)莓”的尺寸差異可以用隕石撞擊解釋。研究人員發(fā)現(xiàn)一顆直徑1.6英寸（約合4厘米）的隕石能夠產(chǎn)生1000顆直徑0.16英寸（約合4毫米）的小球，分布在面積廣闊的區(qū)域內(nèi)。隕石殘余理論同樣引發(fā)爭議。一些科學(xué)家指出這一理論未能參考一些關(guān)鍵因素。有專家稱：“雖然某些物體會在穿過火星大氣層過程中熔化，但這些小球并非在一些高溫事件中形成?！备衤迤嬷赋觥皺C(jī)遇”號對“火星藍(lán)莓”進(jìn)行的分析顯示這些小球在低溫過程中形成。

地理特征

大氣層

火星的大氣密度只有地球的大約1%，非常干燥，溫度低，表面平均溫度零下55℃，水和二氧化碳易凍結(jié)。在火星的早期，它與地球十分相似。像地球一樣，火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉(zhuǎn)化為含碳的巖石。但由于缺少地球的板塊運(yùn)動，火星無法使二氧化碳再次循環(huán)到它的大氣中，從而無法產(chǎn)生意義重大的溫室效應(yīng)。因此，即使把它拉到與地球距太陽同等距離的位置，火星表面的溫度仍比地球上的冷得多。

火星的那層薄薄的大氣主要是由遺留下的二氧化碳（95.3%）加上氮?dú)猓?.7%）、氬氣（1.6%）和微量的氧氣（0.15%）和水汽（0.03%）組成的。火星表面的平均大氣壓強(qiáng)僅為大約7毫巴（比地球上的1%還?。?，但它隨著高度的變化而變化，在盆地的最深處可高達(dá)9毫巴，而在奧林帕斯山脈的頂端卻只有1毫巴。但是它也足以支持偶爾整月席卷整顆行星的颶風(fēng)和大風(fēng)暴?；鹦悄菍颖”〉拇髿鈱与m然也能制造溫室效應(yīng)，但那些僅能提高其表面5℃的溫度，比金星和地球的溫室效應(yīng)少得多。

火星的兩極永久地被固態(tài)二氧化碳（干冰）覆蓋著。這個冰罩的結(jié)構(gòu)是層疊式的，它是由冰層與變化著的二氧化碳層輪流疊加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升華，留下剩余的冰水層。由于南部的二氧化碳從沒有完全消失過，所以無法知道在南部的冰層下是否也存在著冰水層（左圖）。這種現(xiàn)象的原因還不知道，但或許是由于火星赤道面與其運(yùn)行軌道之間的夾角的長期變化引起氣候的變化造成的?；蛟S在火星表面下較深處也有水存在。這種因季節(jié)變化而產(chǎn)生的兩極覆蓋層的變化使火星的氣壓改變了25%左右。（由海盜號測量出）。但是通過哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀察卻表明海盜號當(dāng)時勘測時的環(huán)境并非是典型的情況?；鹦堑拇髿馑坪醣群１I號勘測出的更冷、更干。美國國家航空航天局于2015年11月5日公布了關(guān)于火星大氣的觀測結(jié)果，并闡述了其大氣層為何如此之薄。觀測顯示，太陽風(fēng)可能是剝奪火星大氣的罪魁禍?zhǔn)?。太陽風(fēng)每秒鐘仍在帶走約100克的火星大氣。太陽風(fēng)是來自太陽的高速粒子流，當(dāng)它抵達(dá)失去磁場保護(hù)的火星后，會產(chǎn)生一個電場，加速火星大氣中被稱為離子的帶電原子，令其逃逸至太空中。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)

火星的內(nèi)部情況只是依靠它的表面情況資料和有關(guān)的大量數(shù)據(jù)來推斷的。一般認(rèn)為它的核心是半徑為1700千米的高密度物質(zhì)組成；外包一層熔巖，它比地球的地幔更稠些；最外層是一層薄薄的外殼。相對于其他固態(tài)行星而言，火星的密度較低，這表明，火星核中的鐵（鎂和硫化鐵）可能含帶較多的硫。如同水星和月球，火星也缺乏活躍的板塊運(yùn)動；沒有跡象表明火星發(fā)生過能造成像地球般如此多褶皺山系的地殼平移活動。由于沒有橫向的移動，在地殼下的巨熱地帶相對于地面處于靜止?fàn)顟B(tài)。再加之地面的輕微應(yīng)力，造成了Tharis凸起和巨大的火山。但是，人們卻未發(fā)現(xiàn)火山有過活動的跡象。雖然，火星可能曾發(fā)生過很多火山運(yùn)動，可它看來從未有過任何板塊運(yùn)動。

火星是太陽系由內(nèi)往外數(shù)的第四顆行星，直徑約是地球的一半，體積為15%，質(zhì)量為11%，表面積相當(dāng)于地球陸地面積，密度則比其他三顆類地行星（水星、金星、地球）還要小很多。以半徑、質(zhì)量和表面重力說，火星約介于地球和月球中間；火星直徑約為月球的兩倍、地球一半；質(zhì)量約為月球九倍、地球的1/9，表面重力約為月球的2.5倍、地球的2/5?；鹦亲赞D(zhuǎn)軸傾角、自轉(zhuǎn)周期與地球相近，公轉(zhuǎn)周期則為兩倍左右。其橘紅色外表是因?yàn)榈乇肀怀噼F礦（氧化鐵）覆蓋，英文里前綴areo-即為火星，火星曾經(jīng)被認(rèn)為是太陽系中最有可能存在地外生命的行星。

火星

火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、礫石遍布，沒有穩(wěn)定的液態(tài)水體，以二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷，沙塵懸浮其中，每年常有塵暴發(fā)生。與地球相比，地質(zhì)活動不活躍，而另一個獨(dú)特的地形特征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?；鹦莾蓸O皆有主要以水和冰組成的極冠，而且上面覆蓋的干冰會隨季節(jié)消長。

表層地理

火星和地球一樣擁有多樣的地形，有高山、平原和峽谷，火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、礫石遍布。由于重力較小等因素，地形尺寸與地球相比亦有不同的地方。南北半球的地形有著強(qiáng)烈的對比：北方是被熔巖填平的低原，南方則是充滿隕石坑的古老高地，而兩者之間以明顯的斜坡分隔；火山地形穿插其中，眾多峽谷亦分布各地，南北極則有以干冰（固態(tài)的二氧化碳）和水冰組成的極冠，風(fēng)成沙丘亦廣布整個星球。

高原火山

火星的火山和地球的不太一樣，除了重力較小使山能長的很高之外，缺乏明顯的板塊運(yùn)動，使火山分布是以熱點(diǎn)為主，不像地球有火環(huán)的構(gòu)造。火星的火山主要分布于塔爾西斯高原、埃律西姆地區(qū)和零星分布于南方高原上，例如希臘平原東北的泰瑞納山（Tyrrhena Patera）。

火星地形圖中，在西半球聳立一個醒目的特征，中央即為塔爾西斯高原，高約14公里，寬過6500公里，伴隨著盛行火山作用的遺跡，包含五座大盾狀火山，包括太陽系最大的奧林帕斯山，有27公里高，600公里寬。其他四座包括艾斯克雷爾斯山、帕弗尼斯山、阿爾西亞山和亞拔山——以體積和1600公里的直徑來看是太陽系最大的山。艾斯克雷爾斯山高度大約18225米，曾被誤認(rèn)為是火星最高的山，帕弗尼斯山高度也超過14千米，阿爾西亞山高度大約17.7千米，火山口直徑大約116千米，亞拔山在塔爾西斯高原最北邊，基座寬達(dá)1600千米，但是最高點(diǎn)只有6000米，不過火山口直徑卻有136千米，是五大火山中最大的一個。在大火山之間亦散布著零星的小火山?；鹦堑牧硪欢诉€有一個較小的火山群，以14.127公里高的埃律西姆山為主體，北南各有較矮的赫克提斯山和歐伯山。奧林匹斯山在地表上的高度有27千米（88600英尺），是太陽系中最大的山脈。它的基座直徑超過600千米，中心的火山口直徑超過80千米，并由一座高達(dá)6千米（20000英尺）的懸崖環(huán)繞著。

Tharsis：火星表面的一個巨大凸起，有大約4000千米寬，10千米高。Valles Marineris：深2至7千米，長為4000千米的峽谷群。Hellas Planitia：處于南半球，6000多米深，直徑為2000千米的沖擊環(huán)形山?；鹦堑谋砻嬗泻芏嗄甏丫玫沫h(huán)形山。但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。環(huán)形山的成因有很多：如隕石撞擊坑，火山口。

在火星的南半球，有著與月球上相似的曲型的環(huán)狀高地（左圖）。相反的，它的北半球大多由新近形成的低平的平原組成。這些平原的形成過程十分復(fù)雜。南北邊界上出現(xiàn)幾千米的巨大高度變化。形成南北地勢巨大差異以及邊界地區(qū)高度劇變的原因還不得而知（有人推測這是由于火星外層物增加的一瞬間產(chǎn)生的巨大作用力所形成的）。一些科學(xué)家開始懷疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。這個疑點(diǎn)將由火星全球勘測者來解決。

峽谷

一提到火星的峽谷，可能會認(rèn)為是由水造成的，但事實(shí)不只如此。除了水，還有由火山活動形成的。由水造成的又可能是洪水短時間沖刷成的、穩(wěn)定的流水侵蝕成的、或由冰川侵蝕而成；但火山活動所噴發(fā)的熔巖流亦可造成熔巖渠道（Lava Channel）。另一個例子則是地殼張裂造成，如水手峽谷。

撞擊坑

歐洲航天局（ESA）公布了火星奧爾庫斯隕石坑（Orcus Patera）的最新照片，這是一個狹長形隕坑地形，位于火星赤道附近，看上去如同火星表面的一道“傷疤”。

奧爾庫斯隕坑位于火星東半球的埃律西昂火山（Elysium Mons）和奧林匹斯火山（Olympus Mons）之間，科學(xué)家認(rèn)為該隕坑形成的最佳解釋是該區(qū)域遭受了一次小行星傾斜碰撞，一顆小行星以非常小的角度劃過火星表面。這個隕坑長約380公里，寬約140公里，隕坑邊緣突起高度比周邊平原高1600米以上。隕坑底部比周邊平原低大約800米?！皃atera”通常用于描述深遂、復(fù)雜或者不規(guī)則外形的火星隕坑，雖然奧爾庫斯隕坑以此命名，但科學(xué)家并不知道它的真實(shí)來歷。

也許，奧爾庫斯隕坑最初是一個較大的圓形碰撞隕坑，隨著多年以來的地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化和擠壓作用，使得該隕坑發(fā)生了變形；或者這個隕坑是由于一系列的不同小行星碰撞所導(dǎo)致的。奧爾庫斯隕坑存在地質(zhì)構(gòu)造作用力的證據(jù)來自大量的“地塹”，在隕坑邊緣有像峽谷裂縫一樣的結(jié)構(gòu)。這些“地塹”最大寬度為2.5公里，方向呈東西走勢，僅存在于隕坑邊緣和周邊環(huán)繞區(qū)域?？拷E坑底部中心的暗色陰影是凹地形成的，這或許是形成于風(fēng)力作用過程，一些較小的碰撞事件所濺起的暗色物質(zhì)經(jīng)風(fēng)力作用在凹地進(jìn)行了重新分配。

火山口

2015年5月21日，科學(xué)家們在火星表面發(fā)現(xiàn)巨型火山遺跡，這個火山口長40公里，寬30公里，深度達(dá)1750米。專家們認(rèn)為，它可能由30億年前的火山噴發(fā)形成，其規(guī)模可與地球上的黃石（Yellowstone）火山相當(dāng)。

歐洲航天局（ESA）的“火星快車”號（Mars Express）上的高分辨率立體相機(jī)于2014年11月26日拍攝了照片，重點(diǎn)是火星北部“阿拉伯高地”（Arabia Terra）的Siloe Patera地區(qū)。這些類似火山坑的地區(qū)發(fā)現(xiàn)于火星北部高地，科學(xué)家們認(rèn)為，30多億年前，火星可能曾發(fā)生大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)，火山灰和巖漿涌出地面，留下諸多痕跡。Siloe Patera地區(qū)由兩個巨大的嵌套式火山坑組成。外面的火山坑長40公里，寬30公里，最深處達(dá)1750米。歐洲航天局稱，科學(xué)家們認(rèn)為Siloe Patera以及阿拉伯高地的很多地方都是火山口，即火山坍塌的中心，并且這些火山可能都是超級火山。

洞穴

火星勘測軌道飛行器和機(jī)遇號火星車分別發(fā)現(xiàn)火星表面曾有水以及火星可能有地下水的線索。日前，美國科學(xué)家借助奧德賽火星探測器又在火星上發(fā)現(xiàn)了7個奇特洞穴。這七個洞穴分布在火星阿爾西亞火山的側(cè)面。洞口寬度在100米到252米之間。由于洞口基本觀測不到洞底，科學(xué)家們只能估算出這些洞至少有80米到130米深。這些洞穴的發(fā)現(xiàn)具有重要意義。首先，如果火星上曾有原始生命形式存在，這些可能是火星上僅有的能為生命提供保護(hù)的天然結(jié)構(gòu)。其次，如果條件適宜，這些洞穴將來可能作為人類登陸火星之后的居住點(diǎn)。每當(dāng)夏季，這些洞穴里就會冒出甲烷，更增加了洞穴中存在生命體的可能性。

板塊運(yùn)動

根據(jù)一項(xiàng)研究表明，板塊運(yùn)動在火星地質(zhì)歷史中可能占有重要地位，這一觀點(diǎn)和傳統(tǒng)看法相悖。此前科學(xué)界一般認(rèn)為由于火星太小，其較快的內(nèi)部冷卻速度不允許它存在板塊活動。

在這項(xiàng)研究中，科研人員認(rèn)為火星奧林匹斯火山西北側(cè)的一大片區(qū)域可能保存著板塊活動的證據(jù)。這片區(qū)域存在大量的山脊和斷崖。專家認(rèn)為“這是火星在過去25萬年間存在板塊活動的證據(jù)”。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為火星由于體積質(zhì)量均遠(yuǎn)小于地球，內(nèi)部會很快冷卻，因此在較近的歷史時期不應(yīng)當(dāng)存在需要靠巖漿驅(qū)動的板塊活動。

但專家稱已找到切實(shí)的證據(jù)來證明火星表面的很多地貌特征和板塊活動有關(guān)，甚2019仍在發(fā)生作用，他的研究主要借助于兩艘美國火星探測飛船拍攝的圖像，即火星奧德賽和火星勘測軌道器。他表示，很多的圖像之前都沒有得到詳細(xì)的研究。這些圖像中顯示大量的斷崖、褶皺和階地構(gòu)造，如果這些構(gòu)造放到地球上，將是地質(zhì)學(xué)家眼中經(jīng)典的板塊運(yùn)動特征。另外一些照片中有彎彎曲曲的溝槽，這同樣和構(gòu)造運(yùn)動有關(guān)系。他說：“這是典型的活躍構(gòu)造活動的表現(xiàn)。所有這一切，如果放在地球上，你會毫不猶豫地指出，說它是活躍的?！比绻@一研究結(jié)果獲得證實(shí)，它將大大增加火星上存在生命的可能性。因?yàn)榘鍓K運(yùn)動將有助于碳循環(huán)的進(jìn)行，而碳是構(gòu)成生命必不可少的元素。

一般，研究人員傾向于將這些地貌特征歸結(jié)于諸如滑坡等事件，但尹安教授絕非僅有的一位認(rèn)為火星存在板塊運(yùn)動的科學(xué)家。他們中有一部分專家認(rèn)為火星表面那一長串筆直的火山錐就是板塊活動的表現(xiàn)。其中最明顯的一處就是位于奧林匹斯山附近的三座巨型火山，它們一起構(gòu)成了火星塔爾西斯高原的主體。這也是尹安教授重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域。研究中，尹安教授同樣注意到了火星表面巨大的水手谷，這是太陽系中最大的峽谷系統(tǒng)，長2800英里（4500公里），深達(dá)7英里（11000米）。此項(xiàng)研究同樣將其視作一處構(gòu)造地貌。

觀測資料

火星的火紅色，自古就吸引著人們，而古希臘更是稱之為戰(zhàn)神。此時人們觀測火星就和其他天體般，大部分是為了占星，而為了科學(xué)目的主要在17世紀(jì)之后，如開普勒探索行星運(yùn)動定律時就是依據(jù)了第谷積累的大量而精密的火星運(yùn)行的觀測資料。

喬瓦尼·斯加帕雷里所繪之火星地圖。望遠(yuǎn)鏡發(fā)明后，人們對火星可以進(jìn)行更進(jìn)一步的觀測。第一個使用望遠(yuǎn)鏡觀測星空的伽利略所見的火星只是一個橘紅小點(diǎn)，然而隨著望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展，觀測者開始辨別到一些明暗特征。惠更斯依此測出火星自轉(zhuǎn)周期約為24.6小時，他亦為首次紀(jì)錄火星南極冠的人。一開始由于各人各自觀測，意見亦不一致，地名也未統(tǒng)一（例如用繪制者名字命名）。后來意大利的喬瓦尼·斯加帕雷里（Giovanni Schiaparelli）統(tǒng)合了各家說法而繪制了一個較可信的地圖，地名取自地中海、中東等的地名和圣經(jīng)等作為來源，而其余則依照舊有的觀念：暗區(qū)被認(rèn)為是湖（lacus）海（mare）等水體，如太陽湖（Solis Lacus——Lake of the Sun）、塞壬海（Mare Sirenum——the Sea of Sirens）、最明顯的暗大三角——大塞地斯（Syrtis Major）；而亮區(qū)則是陸地，如亞馬遜（Amazonis）。這個命名系統(tǒng)一直延續(xù)下來。

當(dāng)時，斯加帕雷里和同期觀測者一樣，觀察到了火星表面似乎有一些從暗區(qū)延伸出的細(xì)線，因?yàn)閷τ诎祬^(qū)是水體的傳統(tǒng)，這些細(xì)線命名為水道（canali）。而后來觀察到暗區(qū)會在冬季時縮小、夏季時擴(kuò)張，有人提出暗區(qū)是植物覆蓋、而暗區(qū)的擴(kuò)大縮小則是消長所引起的，改變以往認(rèn)為暗區(qū)是水的說法。帕西瓦爾·羅威爾（Percival Lowell）亦觀察到，并宣稱那些“水道”其實(shí)是人工挖掘的“運(yùn)河”，用來灌溉植物，因?yàn)樗缿?yīng)太細(xì)不可見，而看到的細(xì)線應(yīng)是灌溉出的大片植物。風(fēng)靡大眾的火星科幻和火星人即源于此。不過這些細(xì)線大多已證明是不存在的，部分則是峽谷或隕石坑后延伸出的深色沙子。而火星表面顏色的改變則是因?yàn)樯潮伙L(fēng)吹移，或發(fā)生火星塵暴。

2020年7月，太空愛好者組織ElderFox Documentaries將NASA幾個火星探測器從火星表面捕捉到的數(shù)千張圖片拼接在一起，創(chuàng)造出了4K全景圖，并通過平移來創(chuàng)造出類似于實(shí)時視頻的效果。

2021年3月4日，國家航天局發(fā)布3幅由我國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器拍攝的高清火星影像圖，包括2幅黑白圖像和1幅彩色圖像。3月26日，國家航天局發(fā)布2幅由我國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器拍攝的南、北半球火星側(cè)身影像。圖像中，火星呈“月牙”狀，表面紋理清晰。南半球影像由天問一號中分辨率相機(jī)于北京時間2021年3月16日拍攝，此時環(huán)繞器軌道高度約1.12萬公里；北半球影像由天問一號中分辨率相機(jī)于北京時間2021年3月18日拍攝，此時環(huán)繞器軌道高度約1.15萬公里。

火星影像

探測理由

1996年，著名天文學(xué)家卡爾·薩根在應(yīng)NASA（美國宇航局）要求而寫的報告中列舉了探測火星的理由：

1．火星是地球上人類可以探索的距離較近的行星之一。

2．大約40億年以前，火星與地球氣候相似，也有河流、湖泊甚至可能還有海洋，未知的原因使得火星變成這個模樣。探索使火星的氣候變化的原因，對保護(hù)地球的氣候條件具有重大意義。

3．火星有一個巨大的臭氧洞，太陽紫外線沒遮攔地照射到火星上?？赡苓@就是海盜1號、海盜2號未能找到有機(jī)分子的原因。火星研究有助于了解地球臭氧層一旦消失對地球的極端后果。

4．在火星上尋找歷史上曾經(jīng)有過的生命的化石，這是行星探測中最激動人心的目的之一，如果找到，就意味著只要條件許可生命就能在宇宙中行星上崛起。

5．查明火星上有無綠洲，綠洲上有無生命以及生命存在的形式類型。

6．火星探測是許多新技術(shù)的試驗(yàn)場地，這些技術(shù)包括大氣制動利用火星資源產(chǎn)生氧化劑和燃料返程用遙控自動儀和取樣遠(yuǎn)程通訊等。

7．雖然南極隕石提供了火星上少數(shù)未知地域的樣本，但只有空間探測才能窺其全貌。

8．從長期來看，火星是一個可供人們移居的星球。

9．由于歷史的原因，火星探測是進(jìn)行國際合作的理想項(xiàng)目。

星體探測

蘇聯(lián)、美國、歐洲、日本、印度、中國共已發(fā)射數(shù)十艘太空船研究火星表面、地質(zhì)和氣候，包括軌道衛(wèi)星、登陸器和漫游車總計大約有三分之二的任務(wù)在完成前或是才要開始時就因種種原因而失敗，將物體由地球地表送往火星約要花費(fèi)每公斤30900美元。

隨著水手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(rèn)為火星只是一處如月球般布滿隕石坑的死寂星球。但隨著往后水手9號等的巨大峽谷、火山和疑似流水遺跡的發(fā)現(xiàn)，火星的獨(dú)特性、液態(tài)水和生命的可能又重新引起人們的興趣。

2010年6月3日，俄羅斯開始在莫斯科進(jìn)行世界首個模擬火星之旅實(shí)驗(yàn)，6名來自俄羅斯、中國、法國等國的志愿者將在狹小的模擬密封艙內(nèi)生活520個日夜。

2014年6月28日，美國宇航局成功發(fā)射低密度超音速減速器，用來測試未來大型航天器著陸火星所需要的多項(xiàng)技術(shù)。

2015年1月3日，據(jù)美聯(lián)社報道，NASA著眼于在本世紀(jì)晚些時候把人類送入深層太空，而讓大型航天器在這枚紅色星球上安全著陸是眾多工程挑戰(zhàn)之一?？茖W(xué)家一直致力于研發(fā)一種充氣式防熱罩，它看起來很像是嬰兒玩的層層圈，不過是超大尺寸的。工程技術(shù)人員認(rèn)為，可以展開一個重量輕的充氣式防熱罩來降低航天器進(jìn)入火星大氣的速度?；鹦谴髿庖鹊厍虼髿庀”〉枚?。

這樣一種充氣式防熱罩可幫助航天器到達(dá)在現(xiàn)有技術(shù)條件下無法企及的火星高海拔南部平原和其他區(qū)域。專家指出，與在沒有大氣層的月球上不同，僅僅用火箭是無法讓一枚大型航天器在火星上著陸的，而對于把人類送往火星所需的大型航天器來說，降落傘也不行。所以研究人員設(shè)計了一些充氣環(huán)。環(huán)內(nèi)充滿氮?dú)猓厦娓采w著隔熱層。在著陸展開時，它們就像一朵巨大的蘑菇一樣立在航天器頂部。

專家說，這項(xiàng)充氣技術(shù)還可用于探索其他具有大氣層的行星和星體的航天器，比如金星、木星、土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六等。由于充氣環(huán)是由輕質(zhì)材料制成，而且內(nèi)部充有氮?dú)?，在航天器上就能為科學(xué)實(shí)驗(yàn)和宇航員所需的其他東西留出更多空間。充氣環(huán)上面覆蓋著由一層層耐熱材料構(gòu)成的隔熱層。

2021年2月5日20時，“天問一號”探測器發(fā)動機(jī)點(diǎn)火工作，順利完成地火轉(zhuǎn)移段第四次軌道中途修正，以確保按計劃實(shí)施火星捕獲。國家航天局同步公布了“天問一號”傳回的首幅火星圖像。

2021年4月24日上午，中國第一輛火星車命名揭曉，名稱為“祝融”。

2021年5月15日，國家航天局消息，科研團(tuán)隊(duì)根據(jù)“祝融號”火星車發(fā)回遙測信號確認(rèn)，天問一號著陸巡視器成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，我國首次火星探測任務(wù)著陸火星取得圓滿成功。

未來任務(wù)

2004年美國總統(tǒng)布什宣布載人火星任務(wù)為太空探索展望中的長期目標(biāo)。NASA和洛克希德·馬丁已開始研究獵戶座太空船，計劃于2020年以前送人類到月球，作為人類登陸火星的準(zhǔn)備。2007年9月28日，NASA執(zhí)行長麥可·D·格里芬聲明NASA預(yù)計于2037年以前送人類到火星。歐洲航天局希望于2030至2035年間送人類上火星。而在這之前有其他探測任務(wù)，包括ExoMars和火星樣本取回任務(wù)。直達(dá)火星是羅伯·祖賓——火星協(xié)會的創(chuàng)始人和主席——提出的極低成本載人火星任務(wù)，使用重制的土星五號火箭或太空探索技術(shù)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(bǔ)給站而直接用小的太空船前往火星。芬蘭、俄羅斯的合作計劃MetNet包括數(shù)十個登陸器組成觀測網(wǎng)，以研究大氣結(jié)構(gòu)、物理和天氣。這任務(wù)的前導(dǎo)任務(wù)將會于2011年先發(fā)射一至數(shù)個登陸器，有可能是和火衛(wèi)一-土壤號并在一起發(fā)射。往后的發(fā)射會持續(xù)到2019年。

火星曾適合生命存在。火星上是否存在適合生命存在的物質(zhì)，一直是人類試圖揭開的謎底。對于這個疑問，“好奇”號火星車在火星探索7個月后，科學(xué)家給出肯定的答案。美國航天局12日宣布，“好奇”號火星車對火星基巖樣品的分析顯示，火星古代環(huán)境確曾適合生命存在。

好奇號利用機(jī)械臂末端的鉆頭鉆取了火星表面一塊基巖的樣品，這也是人類設(shè)計的機(jī)器人首次獲取火星巖石樣本。好奇號配備的火星樣本分板儀、化學(xué)與礦物學(xué)分析儀對其進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，樣品中含有磷、氮、氫、氧、碳，這些都是支持生命存在的關(guān)鍵化學(xué)成分。

好奇號項(xiàng)目要回答的一個關(guān)鍵問題是火星是否支持宜居環(huán)境，美航天局火星探索項(xiàng)目首席科學(xué)家邁克爾·邁耶說，“從我們當(dāng)前所知而言，答案是肯定的?！泵绹教炀纸榻B說，好奇號鉆探的這塊巖石含有黏土礦物和硫酸鹽礦物。巖石所在區(qū)域可能是一個古代河流系統(tǒng)或間歇性濕潤湖床的盡頭。與火星其他地方不同，這一濕潤系統(tǒng)的氧化、酸化及含鹽程度都不高。美國航天局表示，好奇號將在蓋爾隕擊坑停留數(shù)周，并鉆探第二塊巖石，隨后前往主要目的地——蓋爾鄖坑內(nèi)的夏普山。不過，由于將發(fā)生“行星連珠”現(xiàn)象，在4月的大部分時間中，火星上空承擔(dān)信號中繼的探測器將與地面控制中心失去聯(lián)系，因此好奇號的鉆探工作預(yù)計不會啟動。好奇號在蓋爾隕坑中心山脈的山腳下成功著陸，旨在探索火星是否有適宜生命存在的環(huán)境。

科學(xué)家對火星上分布的鉬礦物質(zhì)調(diào)查顯示，其與生命的起源存在關(guān)鍵性的聯(lián)系，該物質(zhì)在遠(yuǎn)古時期出現(xiàn)火星表面上，而不是地球上，通過火星隕石的研究也進(jìn)一步暗示地球生命或來源于火星。地球化學(xué)教師史蒂文·本納認(rèn)為這項(xiàng)新的調(diào)查發(fā)現(xiàn)表明地球上所有的生命或許起源于火星這顆紅色星球，而攜帶生命的種子通過火星隕石降落在地球上，當(dāng)?shù)厍蜻M(jìn)入適合生命居住的環(huán)境時，這些生命種子便開始復(fù)蘇。

在2013年的哥德斯密特大會上史蒂文·本納教授揭示了鉬元素的氧化物如何在行星化學(xué)演化史上存在，它與生命的起源存在聯(lián)系，該會議由歐洲地球化學(xué)協(xié)會和地球化學(xué)學(xué)會組織舉辦。史蒂文·本納教授認(rèn)為鉬氧化物礦產(chǎn)是一種催化劑，有助于有機(jī)分子演化成第一個“生命結(jié)構(gòu)”，只有當(dāng)其被高度氧化時，可進(jìn)一步作用于早期的有機(jī)分子，使后者完成最重要的一次“飛躍”，形成有生命的結(jié)構(gòu)。在三十多億年前的火星上可存在這樣的物質(zhì)，地球上的環(huán)境無法滿足鉬氧化物礦物額存在，因?yàn)榈厍蛏涎鯕夂苌?，無法將其氧化，但是火星可以，那時候的火星具有適合生命存在的環(huán)境，比如液態(tài)水。好奇號的調(diào)查已經(jīng)發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)古火星是個濕潤環(huán)境，科學(xué)家認(rèn)為這些證據(jù)可指向太陽系生命的起源。

在生命起源的研究中，科學(xué)家提出了一個“焦油悖論”，該理論認(rèn)為早期生命物質(zhì)都是由有機(jī)體組成的，在外部能量源的作用下，有機(jī)體并不會向生命分子方向演化，反而會變成焦油類物質(zhì)。此外，火星隕石的研究還發(fā)現(xiàn)，早期火星上存在硼元素是生命分子啟動的關(guān)鍵因素，由此引發(fā)了第二個悖論，即某一時期的地球幾乎被液態(tài)水覆蓋，阻止了一定濃度的硼形成，該物質(zhì)只發(fā)現(xiàn)一些非常干燥的地方，比如死亡谷，由此科學(xué)家認(rèn)為早期地球上不具備啟動生命進(jìn)程的條件，反而在濕潤的火星更具有這樣的潛力。與此同時，科學(xué)家在地球上發(fā)現(xiàn)了火星隕石比之前認(rèn)為的要年輕很多，這意味著火星上仍然在活躍的地質(zhì)活動，加拿大安大略省皇家博物館的火星隕石樣本可追溯到2億年前的火星熔巖流，但也有研究稱一些火星巖石年齡或達(dá)到40億歲。

2013年12月9日，美國“好奇”號火星探測器有重大發(fā)現(xiàn)，在火星上發(fā)現(xiàn)了存在古湖泊的證據(jù)，湖里的水可能是可以飲用的淡水。這是當(dāng)?shù)卦?jīng)長期存在濕潤環(huán)境，并有簡單生命出現(xiàn)的證據(jù)?！昂闷妗碧柼綔y任務(wù)的首席科學(xué)家格羅茨格爾（John Grotzinger）表示，如果將地球上的微生物放到火星上的湖泊里可以存活并生長。2015年科學(xué)家經(jīng)過對火星隕石樣本的檢測，發(fā)現(xiàn)火星表面大氣甲烷濃度較高的地區(qū)或有微生物存在。但到了2016年1月，《國際微生物生態(tài)學(xué)會會刊》上稱，對地球上最類似火星北極的地方進(jìn)行了長達(dá)4年的研究，沒有發(fā)現(xiàn)任何活躍生命存在的跡象。這一研究結(jié)果或許給那些試圖在火星找到生命的科學(xué)家潑了一盆冷水。然而，2019年前美國航空航天局科學(xué)家吉爾伯特·萊文稱，40多年前，火星上就發(fā)現(xiàn)了生命的痕跡。萊文說的這項(xiàng)研究是在1976年進(jìn)行的，作為維京計劃的一部分，該計劃涉及在火星土壤樣品中尋找生命的痕跡。

文化

火星在西方被稱為戰(zhàn)神，這或許是由于它鮮紅的顏色而得來的，所以火星有時被稱為“紅色行星”。（在希臘人之前，古埃及人曾把火星作為農(nóng)耕之神來供奉。后來的古希臘人把火星作為戰(zhàn)神阿瑞斯，而古羅馬人繼承了希臘人的神話，將其稱為“戰(zhàn)神瑪爾斯”。北歐神話里，火星是戰(zhàn)神提爾。而月份三月的名字也是得自于火星。）火星在中國古稱“熒惑”，這是由于火星呈紅色，熒光像火，在五行中象征著火它的亮度常有變化；而且在天空中運(yùn)動，有時從西向東，有時又從東向西，情況復(fù)雜，令人迷惑，所以中國古代叫它“熒惑”，有“熒熒火光、離離亂惑”之意。