火星

互动

第四地球从太阳火星。很容易用肉眼可见从地球,它自古以来引起了天文学家。它常常显得很明亮和红色的夜空中。巴比伦人提到从大约3000年前,火星在记录将血红色的星球与他们的神的死亡和疾病。火星是古代的名称罗马战神。

火星几乎也是一个理想的主题观察地球上的望远镜。金星方法更接近地球的轨道。然而,火星也通过相对附近地球与金星,其表面一般不被厚厚的云层。火星比地球离太阳更远,所以地球上经常出现在天空。金星,另一方面,永远无法看到耀眼的阳光。

在过去的几个世纪里,观察人士指出,火星表面上的各种现象,其中一些他们认为可能是生命的迹象。例如,黑色斑纹覆盖大约三分之一的表面和季节性变化程度和颜色模式。他们曾经被认为是广阔的海域或地区的植被。一些天文学家甚至认为他们看到直线可能是运河。

这些和其他许多观察的解释必须等待第一个探索太空任务在1960年代和70年代。与此同时,所谓的红色星球吸引大众的想象力可能是外星人的家生活军队的“小绿人”科幻小说故事,电影,广播和电视节目。科学家现在知道,火星上没有人造运河。黑暗领域的变化结果主要来自尘土,随着风的转变。地球上没有机器人,甚至也不是任何动物或植物。没有形式的生命还没有被发现在火星上。

然而,在火星上寻找生命的继续,部分是因为它过去的迹象已经湿润。水是生命所必需的所有已知的形式的。有可能是微观火星曾存在生命。今天,表面太冷,空气太薄对液态水存在很久。它也受到来自太阳的紫外线辐射,这是非常有害生物。(地球的大气密度从大部分的辐射保护它。)今天如果有生物存在火星上,许多科学家认为是微生物在保护领域略低于表面。火星上是否有过生活,地球仍然是一个有趣的研究对象。许多成绩显著的“宇宙飞船在获取信息关于这个在很多方面很类似地球的外星世界。

火星的轨道位于地球轨道和主之间小行星带。木星皮带之外,其遥远的外行星邻居。火星是最外层的四个内行星太阳系,这是汞,金星,地球和火星。内行星也称为陆地,或类似地球的行星。所有四个密集,岩石世界与固体表面和很少或根本没有月亮。火星有两个卫星火卫一和火卫二。

轨道和自旋

像所有的行星,火星绕太阳公转的椭圆,或椭圆形的轨道。其平均距离太阳近1.42亿英里(2.28亿公里),大约是地球的1.5倍。火星的轨道更古怪,或拉长,比地球,然而,它距离太阳的变化更多。火星是大约1.28亿英里(2.07亿公里)从太阳近日点,或在它的轨道离太阳最近的点。远日点,离太阳最远的点,它是大约1.55亿英里(2.49亿公里)。

地球围绕太阳旋转完成在地球约687天。换句话说,一年在火星上长约687天。地球几乎两倍的时间来完成它的轨道大约365天。

火星距离地球存在着很大的差别。在最亲密的,这是不到3500万英里(5600万公里)远。最远的,是近2.5亿英里(4亿公里)远。把火星距离地球的最佳时间是当它在其最接近太阳和地球,这样看起来明亮和大型。这个星球上最容易观察在反对派时,或者当它是地球到太阳的对面。火星出现在地球的天空,其全部的脸是亮的。对立的火星发生大约每26个月。大约每15年火星接近地球和反对。安排提供最佳的观看条件。

火星为轴向旋转速度大致相同的地球。火星的一天,称为溶胶,持续约24小时37分钟,。这只是一段时间比一个地球日。火星的自旋轴也倾斜一个角度类似于地球的24.9度为23.5。因此,火星具有明显的季节像地球一样。首先一个半球,然后其他接收更多的阳光在地球绕太阳运行的轨道。因为火星比地球更偏心轨道,火星的季节是不平等的长度。火星夏季,例如,大约是16%长在北方比在南方。(另请参阅行星,“多年来,天,季节”。)

地球的大气层,或者周围的气体层,不是很密集。它的表面是一个寒冷,尘土飞扬的沙漠。水可能会定期从冰下表面渗透的地方。然而,在这种情况下,表面液态水会很快冻结或蒸发。但有证据表明,在遥远的过去的地球更像地球,更厚的大气层和温暖的表面温度。大面积的水可能在火星表面发现了其早期历史上一段时间。一些证据表明,至少有一些水流在地质最近表面上。

大气

火星大气非常稀薄。它对小于一百地球大气层的表面压力。金星的大气层,它几乎完全由二氧化碳。然而,金星的大气层极为密集,所以二氧化碳的总量大得多。在火星表面附近,二氧化碳约占大气重量的95.3%。其余的大部分大气由氮和氩。有少量的氧气,一氧化碳、水蒸气、氖、氪、氙和其他气体。微量的甲烷也被检测到。大量的尘埃粒子悬浮在气体。

较低的火星大气是地球上大约一样寒冷的空气在冬天南极洲上方。它通常是关于100°F (70°C)−−。云、霾和雾在靠近地面的空气很常见,尤其是在山谷、火山口、火山,和其他地区的低或高表面高程。大多数这些低洼云形成的水冰。此外,云很薄,也许的二氧化碳,大气中发现相当高。

在海面风一般光。平均风速通常小于每小时4.5英里(7.2公里),尽管有时阵风吹以最快的速度每小时90英里(144公里)。在冬天火星与地球类似的有很强的急流,大气中吹向西高。这些风在火星的春天和夏天要轻得多。火星和地球上不一样,空气流通也有相当强劲南北模式,将空气从南极到北极。

快速旋转列的尘埃,称为尘暴,一直看到沿着表面旋转。地球上也沙尘暴发生频繁。尤其是在南半球的春天和夏天,当表面是最热的。大约每两年或三年,火星是全球沙尘暴吞没。当地气温差异产生强风,把灰尘从水面。厚重的尘埃云遮挡阳光,甚至逐渐导致表面温度,风平息下来。一些大气灰尘沉积在一个“下雪”的尘埃,在极地冰。

冰帽是发现在北极和南极。帽交替生长根据季节性变化和收缩。每个冰帽增大时其半球体验下降。然后每个帽收缩在春天。大部分的冰“烧掉”,作为气体逃逸到空气中。因此,上面的大气压力增加收缩帽。随着夏天的临近,冰的冰帽收缩成几个小片。又在下降,气体从空气中凝结和冻结形成更大的帽子,帽大气压力降低。

的两个帽子有所不同的大小和构成。南方的限制比较大。它延伸到大约50°s最大程度,而55°n .北方北极冰帽。有一个小永久限制的水冰。它暂时积累更大的干冰(或“干冰”)在秋季和冬季。南极的帽子似乎包含一些干冰和水冰全年(季节性增长和收缩)。

表面

薄的火星大气不保护表面免受紫外线辐射从太阳。它也不会使地球以及地球上的厚。火星表面比地球冷因此如果两个行星是相同的距离太阳的远近。火星的空气的温度在关于人类高度不同的一天,从大约119°F (84°C)−−−28°F拂晓前在下午(−33°C)。表面的温度本身就是冷。表面平均温度约为82°F (63°C)−−。

火星表面的岩石和土壤通常是生锈的红褐色因为它们含有氧化铁。地球的表面特性包括平滑,荒凉的平原和被风吹的沙丘。有深,崎岖的峡谷和陡峭的悬崖,丘陵、台地。地球拥有巨大的火山。一些区域的表面蜿蜒的通道,可能是由古代洪水雕刻。地球明显缺乏特性,比如长在地球上形成的山脉板块构造论。相反,许多火星功能似乎已经被压裂形成的地球的地壳,火山活动或材料的磨损或沉淀。

尽管火星比地球小得多,它有一个更大的地表高程的变化。火星上的最低点是海勒斯,一个巨大的撞击盆地。它是可能的结果小行星在火星的早期历史上与地球相撞。地球的最高点是火山奥林匹斯山。这两个特性之间的高差约18英里(29公里)。相比之下,地球上的最低点之间的高差(马里亚纳海沟)和最高点(珠穆朗玛峰)约12.4英里(20公里)。

地球的北半球和南半球却截然不同,原因还不清楚。南由布满坑洞的高地。平坦低地几乎陨石坑在北方占主导地位。陨石坑和影响盆地形成小行星或其他大量物质撞击行星的表面。行星科学家们可以估计一个行星表面的年龄通过计算这些伤疤的数量。年长的表面,更多的时间可能已经暴露于物体和建筑物残骸坠落造成。换句话说,表面有许多陨石坑通常比那些很少有坑。地球的月亮,也布满坑洞,是最强烈的轰击小行星和大片段在大约38亿年前。南方火星表面可能是同样古老。

火星的北部低地更年轻。它们包括宽阔的平原被称为Chyrse平原,Acidalia平原,平原乌托邦。一些科学家认为顺利北部平原曾被床上的海洋了大洪水,但这个理论仍存在争议。

这颗红色星球的一些最突出的特性躺在北半球和南半球之间的边界。其中包括塔西斯高地,一个广泛的、高火山穹丘覆盖着熔岩流。三个星球上最大的火山顶部的圆顶。奥林匹斯山是西北。最大的火山在太阳系,奥林匹斯山达到13英里(21公里)的高度高于平均参考高度(如地球海平面)。这使得火山超过地球的两倍珠穆朗玛峰。火山很广泛,横跨大约335英里(540公里)。科学家认为,火星仍然几乎肯定是火山活跃区,尽管在非常低的水平。

萨希斯的大膨胀压力和裂缝表面附近。一个广泛的系统周围骨折的圆顶。最大的断裂系统是水手谷,一个巨大的一系列连接峡谷萨希斯东部。峡谷系统长约2500英里(4000公里),大约20%的地球的周长。其中央抑郁达到深度约为5.6英里(9公里)。这是比地球的五倍以上大峡谷。沉积物堆积在峡谷表明他们可能曾经充满了湖泊。

水

今天的火星表面是既干燥又多尘。是否当液体水火星表面的流动是特别感兴趣的科学家试图确定地球上曾经存在生命。液态水是所有已知的生命形式的要求。(当然,水本身并不表明生物的存在)。

目前火星上存在水,少量的水汽在大气中,作为在两极的冰,和冰在很大区域在表面。河流、湖泊,甚至是海洋可能是火星上现在在遥远的过去,当这可能是温暖和大气压力高。一些特性表面上似乎是由水,由降雨或地下水。在火星上蜿蜒的山谷看起来像河床和其他地球上排水系统。一些火星通道似乎已经完全充满了古老的洪水。此外,一些火星岩石矿物成分,建议他们通过相互作用形成液态水。

正如上面提到的,火星目前的低温和低空气压力意味着今天表面液态水不会持续很长时间。然而,照片拍摄于2000年,后来由轨道航天器火星环球探测器显示数以百计的沟壑,似乎最近形成的。这些沟壑出现在陡峭的斜坡地区的南半球。一些行星科学家相信沟壑被雕刻的水。他们推测,现在,然后,少量的液体水流淌,在表面在一些地方在最近的地质时代。此外,2011年,天文学家宣布的火星勘测轨道飞行器已经找到证据可能是表面液态水在当下。航天器捕获图像的暗条纹,似乎是咸的水下坡之后,融化在火星的春天。

2018年科学家宣布雷达仪器在欧洲航天局的火星快车探测器检测到湖的南极冰盖下液态水。地下极地冰帽的温度被认为是对−90°F (68°C−)。出于这个原因,湖的水非常咸。

火星的两颗卫星火卫一和火卫二,小,岩石。他们是古希腊战争神的儿子的名字命名的阿瑞斯(罗马神话火星的对应)。在希腊火卫一意味着“恐惧”,而火卫二意味着“恐怖。“他们被天文学家于1877年发现亚萨大厅。重力卫星都是如此之小,他们太弱成球形的形状。相反,它们的形状或多或少像土豆。火卫一长约16.5英里(公里)27日以来最长的时候,虽然火卫二只有9.5英里(15公里)长。

每个月花相同的时间绕着它的轴旋转一次,完成一次绕火星。这意味着,就像地球的卫星,他们总是相同的脸指向他们的星球。火卫二需要将近一天半圈火星,而火卫一完成三绕火星在一个地球日。火卫一非常接近Mars-within大约5825英里(9375公里)的地球的中心,地球的重力吸引月亮更紧密的与每一个轨道。天文学家认为火卫一可能撞击火星在接下来的1亿年里。火卫二火星轨道在约14575英里(23460公里)从地球的中心,逐渐远离。

火卫一表面布满坑洞和槽。它的一个陨石坑,名叫Stickney,和火卫一本身大约有一半宽。火卫二出现光滑的表面,因为它的陨石坑几乎埋在一层细碎石。月亮反射很少的阳光。他们可能是类似的碳质球粒陨石的成分。火卫一和火卫二可能曾经asteroidlike对象太接近火星,被它的引力捕获。

火星的卫星

几个世纪以来,天文学家们认为火星上可能存在生命的可能性,最类似地球的行星。1877年,意大利天文学家乔凡尼夏描述了他认为是一个互连系统,地球上张直边通道。美国天文学家珀西瓦尔洛厄尔推广的想法,这些特性是运河,已经由一个先进但死亡火星文明。然而,大多数天文学家可以看到没有运河,许多怀疑他们的现实。终于解决的争议只有当水手航天探测器的照片显示许多陨石坑,但没有像人造运河。

许多损毁之后宇宙飞船已经被派往火星研究,包括乘坐飞船,环绕,降落在地球上。轮式机器人探险车叫流浪者也调查了表面。没有人类人员被派往地球,但是很有可能,火星将会第一次世界其他比地球和月球,人类访问。

四个水手系列的“太空探测器由美国发起的国家航空和宇宙航行局(NASA)研究火星。第一个成功的飞船飞过火星水手4,拍摄地球,因为它通过在1965年7月。其画面显示的类似地球的月球表面。水手6和7分析捕获的图像的大气和1969年7 - 8月在飞过火星。第一个宇宙飞船轨道行星比地球上其他水手9。它拍摄火星表面近一年在1971 - 72年,雕刻的揭示普遍的火山活动和功能水在遥远的过去。

苏联还发出了一系列的“火星探测器在1960年代和70年代。火星着陆器3是地球上第一个成功软着陆的飞船,1971年12月。不幸的是,它降落在一个全球性的沙尘暴,造成其通信系统失败后20秒左右。

美国宇航局的“海盗号”探测器由两个轨道航天器和两个探测器。他们部分目的是寻找证据的过去或现在的火星上的生命形式。两个探测器降落在地球1976年,进行大量实验,包括详细的火星大气和土壤化学分析。没有一丝复杂的有机物质被发现。几个实验返回的结果,可能是由于生物过程,但大多数科学家认为结果是更好的解释为非生物过程。换句话说,虽然有些结果还不确定,他们发现了没有令人信服的生命迹象表面附近的着陆地点。

苏联派两个探测器,火卫一1和2,研究火星卫星火卫一在1988年7月。任务的科学家与第一次失去了联系工艺才能达到目标。火卫一2在1989年成功地到达月球。它收集的数据在火卫一和火星前几天,发生了故障。

相当高的比例火星任务失败了,包括在1990年代美国三个任务:火星观察者,火星气候轨道器,火星极地登陆者号。日本卫星于1998年发射升空,Nozomi达到火星然后发生故障,无法放入轨道。

除了发送宇宙飞船去火星,科学家们也研究陨石,下降到地球这颗红色星球。1996年的一组科学家宣布一个古老的火星陨石中含有有机物质和结构类似的化石微观地球上的生命形式。团队认为,这提供了第一个火星早期生命的证据。其他科学家一直怀疑的分析。有更广泛的协议,陨石的矿物质沉积的液态水。

1997年7月,美国宇航局探路者飞船降落在火星上研究地球的地质和大气。上是一个叫寄居的罗孚,照片和收集和分析火星土壤样本。探路者的83天期间收集的数据表明,火星曾经更像地球表面操作,更厚的大气层和温暖的温度。此外,它发现表面特征可能是由水形成的。

1996年11月,NASA发射火星探测器,第一个在一系列的轨道飞行器设计研究地球更长。调查开始火星轨道,1997年9月。它绘制各种行星的属性,包括它的重力和磁场和地形表面的矿物成分。它还拍了200000多表面的照片。火星环球探测器收集更多的数据关于地球比以前所有其他任务的总和。2006年11月与飞船失去了联系。

几个工艺在21世纪初开始探索火星。美国宇航局的全局映射轨道飞行器名叫火星奥德赛号2001年10月到达地球。除了映射表面的化学成分,轨道飞行器证实存在水冰在表面。另一个映射轨道飞行器,美国宇航局火星侦察轨道器,2006年3月抵达地球研究气候和地表特征与水有关。它拍摄暗条纹斜坡上的一些陨石坑在温暖的季节。这些条纹表明,至少有少量的水可能流或接近地球表面的季节性。火星勘测轨道飞行器还拍到雪崩北极附近的一个斜坡滚落下来。它捕获的图像重复模式的沉积岩层,可能表明火星转动轴的变化。其地下雷达检测大型埋冰川。

欧洲航天局(ESA) 2003年6月第一次火星任务。12月到达地球后,飞行器火星快车火星大气中各种属性的映射,表面和地下。使用高分辨率立体相机拍摄表面特征。飞船发现了似乎是一个大型冷冻海在赤道附近的火星表面。在飞行器的极光的其他研究结果发现,微量的甲烷在大气中,二氧化碳和水冰和冰在南部极地冰帽。研究发现,在南极地区沉积物包含大量的水冰和在一些地方几英里深。轨道飞行器进行董事会英国着陆器命名为2号。在火星上被释放后,然而,着陆器未能宣布恢复通信信号和丢失。

美国宇航局孪生火星探测车名叫精神和机会,2004年1月登陆火星。探测器收集到的地质数据,以帮助确定地球的环境是否适合生活在过去。精神落在古谢夫陨石坑,而机会来到子午平原。每个探测器配备几个相机和仪器,包括显微成像仪和rock-grinding工具。仪器称为光谱仪允许探测器检测的模式和其他辐射的热量岩石。这些数据,科学家们确定了岩石的矿物成分。探测器发现一些线索表明过去表面液态水的存在,包括什么似乎是一个古代的盐水。继续函数年后预计灭亡,他们穿过几英里,甚至生存在2007年严重的沙尘暴。机会探索大型陨石坑称为维多利亚从2006年到2008年,然后前往奋进陨石坑。2009年5月精神成为困在沙质土壤。 After months of trying unsuccessfully to free its wheels, NASA decided to use the rover as a stationary lander. Spirit ceased communications in March 2010. Opportunity stopped transmitting in June 2018, during a massive dust storm..

2008年5月,美国宇航局探测器凤凰号降落在火星的北极地区。凤凰城最重要的发现之一是水冰存在的表面下。调查发现冰的挖沟机械手臂。矿物,如碳酸钙,在水的存在形式也被发现。土壤在着陆点决心是碱性的。(早期的任务发现酸性土壤。)2008年11月凤凰停止传送到地球。

2011年11月美国航空航天局发送另一个火星探测器。的火星科学实验室探测器,好奇心,2012年8月落在盖尔陨坑。重约2000磅(900公斤),大约10英尺(3米)长,这是最重的,最长的探测器送往火星。相比之下,精神和机会重不到一半,一半多一点。精神和机会,好奇心是为了帮助确定火星是否,或者是能够支持生命。盖尔陨坑是在低海拔,所以如果火星表面过水,将汇集。着陆后不久,好奇心的拍照片似乎是砾石所运水,也就是说,盖尔陨石坑可能是一个古老的地板流。好奇心还发现早期火星可能支持生命。发现有机分子的痕迹保存在岩层35亿岁,火星大气中甲烷的量随季节变化而不同。

2014年9月两个探针进入火星轨道。美国火星大气与挥发物演化(MAVEN)探针研究了高层大气。发现火星失去了最早期的大气的太阳的紫外线辐射和太阳风。印度的火星轨道飞行器任务(MOM)调查是中国第一个宇宙飞船到达另一个星球。卫星的仪器包括一个彩色摄像头,一个紫外光谱仪,甲烷传感器。

天外火星的使命是欧洲航天局和俄罗斯的合作项目。的第一部分任务,其中包括一个着陆器、轨道,2016年10月到达火星。虽然探测器坠毁,飞行器成功映射的垂直分布大气中灰尘和水蒸气。没有发现任何甲烷,这表明一些过程破坏了甲烷在大气中传播。的第二部分任务,发射后,罗莎琳德富兰克林探测器,将钻收集地下土壤样本。

研究地球的内部结构和组成,NASA在2018年5月推出了一个火星探测器命名洞察力。它的名字代表“内部探索使用地震调查,大地测量学和热传输。“11月飞船到达火星表面。它携带一些工具,包括一个地震检波器(衡量运动地面)。第一次检测地震的地震仪在火星上。洞察力还部署了一个探测器,躲进了地面研究土壤热流。然而,调查似乎已经达到一个地下障碍,如岩石或砾石,因为它停止之前所需的深度。

三个任务在2021年2月到达火星:希望,Tianwen-1,和毅力。阿联酋希望飞行器是一个阿拉伯国家的第一次火星任务。航天飞机配备了摄像头和红外和紫外光谱分析仪研究火星大气。Tianwen-1,中国第一个任务是这颗红色星球,包括飞行器的研究氛围和一个小“祝融。探测器在2021年5月登陆火星表面。

NASA火星2020年推出毅力探测器在2020年7月。的帮助下隔热板和一个降落伞,探测器降落在Jezero火山口下面的2月。下行时,坚持使用一个新的导航系统,下面的地形拍照来帮助选择一个陨石坑内的安全着陆的地方。科学家们想要研究Jezero坑因为35亿多年前它是湖泊河流。毅力的主要任务是寻找古代火星上的微生物生命的迹象。漫游者是好奇心探测车技术在设计上类似但略重,携带新仪器。毅力是配有相机、光谱仪、麦克风和雷达成像。它还携带一个钻收集岩石和土壤的样本送往地球的后面的任务进行分析。作为未来可能的载人任务,测试一种乐器在毅力旨在火星大气中的二氧化碳转化为氧气。此外,探测器进行称为智慧的无人驾驶飞机(直升机)。 In April 2021 Ingenuity completed its first flight, ascending some 10 feet (3 meters) above the ground. It was the first machine to fly through the skies of another planet.

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