火星

火星 (Mars)

火星簡介:

2007.4.21更新

火星 - 太陽系八大行星的第四顆行星，介於地球與小行星群之間，距離太陽約1.52AU，體積大小僅為地球的1/6，而重量為地球的1/10. 為類地行星中距離太陽最遠的. 火星古代又被稱為熒惑，而英文Mars的意義為戰神的意思.

火星的地形外觀

由以往對於火星的觀察，讓人印象最深刻的，是可以直接由中型望遠鏡看到火星兩極的白色極區，以及紅色的表面，這意味著火星的大氣並不濃厚，不像金星一樣遮蓋了整個表面. 火星距離地球的距離，僅次於金星，因此成為不錯的研究題材，利用哈伯望遠鏡做觀測，即可拍到火星表面的影像.

在探測船所拍攝的火星照片中，可以看到火星表面有如運河一般的痕跡，左邊的照片，為火星中緯度的地區，可以很清楚的看到地表的刻痕.因此在早期的研究中，一度以為火星正面臨著前所未有的乾旱時期，因此智慧生物火星人在表面建構了網狀的輸水網，將極區的水運往低緯地區灌溉，不過這個說法已經被推翻了. 經由更精確的照片資料顯示，這些火星的"運河"，可能根本就沒有水的存在. 至目前為止(2001年)，也沒有發現火星上的高等生命活動.

火星表面地形極富變化，北半球有佔總表面積３０％的年輕低窪平原，南半球是遍佈隕石坑的古老高地，因此是個北低南高的不對稱結構. 在火星的南北兩極，有水冰及乾冰堆積而成的巨大極冠. 火星表面的極冠大部份為乾冰所構成的，在夏季時，會發現極冠的乾冰退縮，而冬季時極冠擴張. 地表還有奧林帕斯山以及水手峽谷等大型的地形構造.

奧林帕斯山為火星表面最巨大的火山，高達27公里，足足比地球上最高峰聖母峰高上三倍. 山脈綿延600公里，約為台灣的1.5倍長. 而大型峽谷水手峽谷長超過4000公里，佔火星周長的五分之一. 是非常顯著的大型地形.

火星的表面環境　

由於科幻小說以及電影情節的影響，使得人類一直深深的認為，火星是人類第二顆可以掌握的行星，而在火星上，可能有火星人的存在.

在某些方面上，這可能是正確的，因為火星的表面環境是九大行星中最接近地球的. 雖然火星的大小與地球不相稱，但是火星在自轉軸偏向(25.19度，跟地球的23.44度相近)，自轉速度(1.026個地球日)，以及表面溫度(-140～20度，與地球的-50～50接近)，都與地球十分類似. 因此火星上也有與地球類似的四季之分，一天的時間與地球相似，大家不需要改變生活作息習慣，而溫度看起來也較金星與水星宜人的多. 人們對於未來對火星的研究充滿興趣跟期待.

基於這些理由，NASA預定的火星觀測計畫中，每兩年就會發射兩艘探測船，作火星的探測工作. 另外之所以會選擇每隔兩年就發射火星探測船，是因為火星每兩年就會接近地球一次，這時候火星探測船可以以最短的時間到達火星.

上圖是美國Pathfinder計畫於1997年7月4日抵達火星後，所拍攝的火星環境360度照片. 下方的部份為Pathfinder的火星基地，而前方有兩個山峰相依在一起. 由圖中可以看出火星的地表被褐色的沙所覆蓋，還有許多石頭散落在地表上. 火星的照片有一個特點，那就是看起來地平面很近. 這是由於火星很小的關係，曲率比較大，所以地平面很快就消失在眼前，產生這樣的效果.

星體結構

據推測，火星中心有個以鐵為主要成份的核，並含有硫、鎂等輕元素，火星的核所佔比例，應較地球小. 核的外層則厚厚地包覆著一層富含氧化鎂的矽酸鹽地函，表面為岩質的地殼. 火星的密度為類地行星中最低的，僅3.93g/cc.

大氣結構

火星擁有稀薄的大氣，約有９５％是二氧化碳、３％是氮氣，與金星一樣，以二氧化碳為主，但厚度相差很多，因此表面仍然冰冷. 而水蒸氣僅佔０.０３％，非常乾燥. 火星表面的平均氣溫很低，即使赤道一帶也才攝氏零下５０度，極少的時間火星溫度會在0度以上.

美國的衛星在長期監測火星表面的結果中發現，在火星表面常常會有大規模的沙塵暴發生，所涵蓋的範圍甚至可達遍佈全球的地步.

衛星

火星有弗伯斯和迪摩斯這兩顆扁圓形的小衛星. 佛伯斯較大, 迪摩斯較小, 由於這兩顆衛星體積較小, 重力不夠強大, 其外型都不是圓形的.

火星靠內側的弗伯斯(Phobos)是２７Ｘ２１Ｘ１９公里的橄欖球形，以大約８小時的週期公轉. 距離火星約九千公里.

左邊的圖片為維京1號(Viking 1)探測船所傳回的照片，可以看到左上方的大型坑洞斯地克尼，達10公里，大小約為其直徑的1/2

火星靠外側的衛星迪摩斯(Deimos)是１５Ｘ１２Ｘ１１公里的橢圓體，以三十小時左右的週期公轉. 軌道距離火星約兩萬三千公里. 兩顆衛星的公轉方向和火星的自轉方向相同。左邊的圖片為維京1號(Viking 1)探測船所傳回的照片.

火星的觀測資訊

火星的視直徑變化亦很大，由合的 3.5秒到大衝的25.7秒，因此，一般小型的望遠鏡只能在每兩年的衝附近才可觀察到火星的極冠和灰暗區域. 火星的星等最高可達-2.9等，呈現明亮的橘紅色，在雙筒望遠鏡中為一個小橘點. 利用肉眼觀察則可以看到一個偏紅不易閃爍的亮星.

火星的公轉週期為687天，大約是兩年左右，因此火星的衝(接近地球)的發生約每兩年才會發生一次. 這也是為什麼美國NASA每隔兩年才發射兩艘探測船到火星.

最近的一次火星大衝是發生在2003年8月27日, 火星與地球之間的距離僅5千6百萬公里, 是六千年來最接近的一次. 這次火星大衝的當天火星的視直徑達到25.1角秒. 星等在大衝當天達到-2.9等.

火星的探測計畫

火星是人類探測的重點行星, 有距離近, 具有想像空間等優點, NASA未來對火星探測的計畫仍然十分活躍,2007年-2009年預計將發射的火星探測船如下:

1. 2007年鳳凰號探測船(PHOENIX): 鳳凰號將在2007年的八月發射，預計在2008年5月25日到達火星，科學家仍然持續探測火星表面的冰與水的結構，這次發射的探測船將直接降落在火星的北極，對火星的冰帽與土壤進行深入的研究. 右圖為鳳凰號太空船登陸的想像圖. 相關連結: NASA網頁 http://mars.jpl.nasa.gov/missions/future/phoenix.html (英)
	圖片來源:NASA
2. 2009年火星科學實驗室(Mars Science Laboratory): NASA在2004年成功的發射兩個登陸探測船後，預計在2009年的秋天發射科學實驗室號太空船，2010年十月到達火星，並且將會繼續收集火星表面的土壤分析火星表面的有機化學成分，相信將帶來火星表面有機物寶貴的知識. 右圖為火星科學實驗室號的想像圖. 相關連結: NASA網頁 http://mars.jpl.nasa.gov/missions/future/msl.html (英)
	圖片來源:NASA