المريخ

خصائص الكوكب

مقارنة بكوكب الأرض، للمريخ نصف مساحة للأرض وكتلة تعادل عُشر كتلة للأرض. هواء المريخ لا يتمتع بنفس كثافة هواء الأرض، حيث يقل عن الأرض بحوالي 15 ٪ من حجم الأرض و 11 ٪ من كتلة الأرض، كما أن الجاذبية السطحية مقارنةً بلأرض حوالي 38 ٪،  ويبلغ الضغط الجوي على سطح المريخ 0.75% من معدّل الضغط الجوي على الأرض، لذا نرى ان المجسّات الآلية التي قامت وكالة الفضاء الأمريكية بإرسالها لكوكب المريخ، تُغلّف بكُرةِ هوائية لامتصاص الصدمة عند الارتطام بسطح كوكب المريخ. 
يتكون هواء المريخ من 95% ثنائي أكسيد الكربون، 3% نيتروجين، 1.6% ارجون، وجزء بسيط من الأكسجين والماء. وفي العام 2000، توصّل الباحثون لنتائج توحي بوجود حياة على كوكب المريخ بعد معاينة قطع من نيزك عثر عليه في القارة المتجمدة الجنوبية وتم تحديد أصله من كوكب المريخ نتيجة مقارنة تكوينه المعدني وتكوين الصخور التي تمت معاينتها من المركبات فيكينغ 1 و2، حيث استدلّ الباحثون على وجود أحافير مجهرية في النيزك. ولكن تبقى الفرضية آنفة الذكر مثاراً للجدل دون التوصل إلى نتيجة أكيدة بوجود حياة في الماضي على كوكب المريخ.
ويعتبر المريخ كوكب صخري ومعظم سطحه أحمر إلا بعض البقع الأغمق لوناً بسبب تربته وصخوره والغلاف الجوي لكوكب المريخ قليل الكثافة ويتكون أساساً من ثاني أكسيد الكربون وكميات قليلة من بخار الماء وجو المريخ ابرد من الأرض، وتبلغ السنة على المريخ 687 يوماً ارضياً.

التركيب الداخلي

حدث للمريخ تماماً ما حدث للأرض من تمايز أو تباين والمقصود بالتمايز هنا العملية التي ينتج عنها اختلاف في كثافة ومكونات كل طبقة من طبقات الكوكب بحيث يكون قلب أو لب الكوكب عالي الكثافة وما فوقه أقل منه في الكثافة.
النموذج الحالي لكوكب المريخ ينطوي على التالي:
القلب يمتد لمسافة يبلغ نصف قطرها 1794 ± 65 كيلومتر (1115 ± 40 ميل)، وهي تتكون أساساً من الحديد والنيكل والكبريت بنسبة 16-17%. هذا القلب المكون من كبريتات الحديد سائل جزئياً، وتركيزه ضعف تركيز باقي المواد الأخف الموجودة في القلب. يحاط هذا القلب بدثار من السليكات والتي تكون العديد من المظاهر التكتونية والبركانية على الكوكب إلا أنها الآن تبدو كامنة.
بجانب السيليكون والأكسجين، فإن أكثر العناصر انتشاراً في قشرة كوكب المريخ هي الحديد والألومنيوم والماغنسيوم والكالسيوم والبوتاسيوم. يبلغ متوسط سماكة قشرة كوكب المريخ 50 كيلومتر (31 ميل) وأقصى ارتفاع 125 كيلومتر (78 ميل)، في حين أن قشرة الأرض تبلغ سماكتها 40 كم  (25 ميل)، وهذا السُمك بالنسبة لحجم الأرض يعادل ثلث سماكة قشرة كوكب المريخ بالنسبة إلى حجمه. من المخطط له أن تقوم انسايت (مركبة فضاء) بتحليل أكثر دقة لكوكب المريخ أثناء مهمتها عليه في عام 2016 باستخدام جهاز مقياس الزلازل لتحدد نموذج للتركيب الداخلي للكوكب بصورة أفضل.

التربة

أظهرت البيانات التي وصلت من مسبار الفضاء فينيكس أن تربة المريخ قلوية قليلاً وتحتوي على مواد مثل الماغنسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والكلورين، هذه المغذيات موجودة في الحدائق على الأرض، وهي ضرورية لنمو النباتات. وأظهرت التجارب التي أجراها مسبار الفضاء أن تربة المريخ لها تركيز هيدروجيني 8.3 وربما تحتوي على آثار لملح البيركلوريك.
قال سام كونافيس كبير الخبراء المختصين بمختبر كيمياء الموائع الموجود على فينيكس للصحفيين "وجدنا أساسا ما تبدو أنها الخصائص أو العناصر المغذية التي تدعم إمكانية الحياة سواء في الماضي أو الحاضر أو المستقبل.
أظهرت التجارب التي أجراها الهبوط أن تربة المريخ لها درجة حموضة أساسية تبلغ 7.7، وتحتوي على 0.6٪ من بيركلورات الملح ويعتبر تركيز عالي جدًا ويجعل تربة المريخ سامة.
الشرائط شائعة عبر المريخ وتظهر مناطق جديدة على المنحدرات الشديدة للحفر والأحواض والوديان. الشرائط مظلمة في البداية والحصول على أخف وزنا مع تقدم العمر. يمكن أن تبدأ الشرائط في منطقة صغيرة، ثم تنتشر لمئات الأمتار. الانهيارات الثلجية للغبار أو شياطين الغبار ينظر إليهم الآن على أنهم على اتصال مع بعضهم البعض. طرحت تفسيرات أخرى عديدة، بما في ذلك تلك التي تنطوي على الماء أو حتى نمو الكائنات الحية.

قبعات قطبية

المريخ لديه اثنين من قبعات الجليد القطبية بشكل دائم. تسبب القبعات القطبية ترسب 25-30 ٪ من الغلاف الجوي. تنقل هذه التغيرات الموسمية كميات كبيرة من الغبار وبخار الماء، مما يؤدي إلى صقيع يشبه الأرض وغيوم كبيرة من السحب. صورت غيوم من الجليد من قبل المركبة أبورتيونيتي في عام 2004.
تتكون القبعات في كلا القطبين (70٪) بشكل أساسي من جليد الماء. يتراكم ثاني أكسيد الكربون المجمد كطبقة رقيقة نسبيا يبلغ سمكها حوالي متر واحد على الغطاء الشمالي في الشتاء الشمالي فقط، في حين أن الغطاء الجنوبي له غطاء جليدي دائم يبلغ سمكه حوالي ثمانية أمتار. يتخلل هذا الغطاء الجليدي الجاف الدائم في القطب الجنوبي حفر أرضية مسطحة، ضحلة، دائرية تقريبًا والتي تتوسع بمعدل متر سنويًا؛ هذا يشير إلى أن غطاء ثاني أكسيد الكربون الدائم فوق جليد الماء في القطب الجنوبي يتدهور بمرور الوقت. 
يبلغ قطر الغطاء القطبي الشمالي حوالي 1000 كم (620 ميل) خلال صيف المريخ الشمالي، ويحتوي على حوالي 1.6 مليون كيلومتر مكعب (380،000 متر مكعب) من الجليد، والذي إذا تم نشره بالتساوي على الغطاء، فسيكون بسمك 2 كم (1.2 ميل). (يُقارن هذا بحجم 2.85 مليون كيلومتر مكعب (680،000 متر مكعب) للغطاء الجليدي في جرينلاند.) يبلغ قطر الغطاء القطبي الجنوبي 350 كم (220 ميل) وسمك 3 كم (1.9 ميل). 
يقدر إجمالي حجم الجليد في الغطاء القطبي الجنوبي بالإضافة إلى الرواسب ذات الطبقات المجاورة بنحو 1.6 مليون كيلومتر مكعب. تظهر كلتا القبعتان القطبيتان قاع حلزوني والذي أظهره التحليل الأخير لرادار شاراد لاختراق الجليد أنه نتيجة رياح سفحية هابطة حلزونية بسبب تأثير كوريوليس.
ينتج عن الصقيع الموسمي للمناطق القريبة من الغطاء الجليدي الجنوبي تشكيل ألواح شفافة من الثلج الجاف بسمك 1 متر فوق سطح الأرض. مع قدوم الربيع، تسخن أشعة الشمس تحت السطح والضغط من التسامي ثاني أكسيد الكربون الذي يتراكم تحت لوح وتمزيقه في نهاية المطاف. هذا يؤدي إلى ثوران يشبه السخان في غاز ثاني أكسيد الكربون المخلوط بالرمال البازلتية الداكنة أو الغبار. هذه العملية سريعة، لوحظ حدوثها في غضون بضعة أيام أو أسابيع أو أشهر، وهو معدل تغير غير عادي إلى حد ما في الجيولوجيا - خاصة بالنسبة إلى المريخ. يحفر الغاز الذي يندفع أسفل اللوح إلى موقع السخان نمطًا يشبه العنكبوت من القنوات الشعاعية تحت الجليد، حيث تمثل العملية المكافئ المقلوب لشبكة التآكل التي تشكلها المياه التي يتم تصريفها عبر ثقب واحد.

خريطة رباعي الزوايا

لأغراض رسم الخرائط، يقسم المسح الجيولوجي للولايات المتحدة سطح المريخ إلى ثلاثين خريطة ثلاثية، كل منها يحمل اسم ميزة البياض الكلاسيكية التي يحتوي عليها. يمكن رؤية الرباعيات واستكشافها عبر خريطة الصور التفاعلية أدناه:

التأثيرات

انقسام طبوغرافيا المريخ ملفت للنظر حيث السهول الشمالية التي سوتها تدفقات الحمم البركانية تتناقض مع المرتفعات الجنوبية، وتحفرها آثار الحفريات القديمة. قدمت الأبحاث في عام 2008 أدلة بشأن نظرية مقترحة في عام 1980 تفترض أنه قبل أربعة مليارات سنة أصيب نصف الكرة الشمالي للمريخ بجسم يتراوح ما بين عُشر إلى ثلثي حجم قمر الأرض. إذا تم التحقق من صحته فسيجعل هذا النصف الشمالي من المريخ موقعًا لحفرة صدمية تبلغ 10.600 كيلومترًا على مساحة 8،500 كيلومتر (6،600 في 5،300 ميل)، أو تقريبًا مساحة أوروبا وآسيا وأستراليا، متجاوزةً حوض أيتكين كأكبر حفرة تأثير في النظام الشمسي. 
المريخ يعاني من عدد من الحفر المؤثرة حيث تم العثور على ما مجموعه 43000 حفرة يبلغ قطرها 5 كم (3.1 ميل) أو أكبر. وأكبر هذه العناصر المؤكدة هو حوض صدمات هيلاس، وهي ميزة الضوء الأبيض المرئية بوضوح من الأرض. بسبب الكتلة الأصغر للمريخ، فإن احتمال تصادم كائن مع الكوكب هو حوالي نصف احتمال وجود كوكب الأرض. يقع المريخ بالقرب من حزام الكويكبات، لذلك لديه فرصة متزايدة لصدمته بمواد من هذا المصدر. من المرجح أن يصطدم المريخ بمذنبات قصيرة الأجل، أي تلك التي تقع داخل مدار كوكب المشتري. على الرغم من ذلك، هناك عدد أقل بكثير من الحفر على سطح المريخ مقارنة بالقمر، لأن جو المريخ يوفر الحماية ضد الشهب الصغيرة وعمليات المسح السطحي قد أدت إلى محو بعض الحفر.
يمكن أن يكون للحفر المريخية مورفولوجيا تشير إلى أن الأرض أصبحت رطبة بعد تأثير النيزك.

مواقع تكتونية

يبلغ طول الوادي الكبير "فاليس ماريناريس" 4000 كم (2،500 ميل) وعمق يصل إلى 7 كم (4.3 ميل). طول فاليس ماريناريس يعادل طول أوروبا ويمتد عبر خمس محيط المريخ. بالمقارنة يبلغ طول جراند كانيون على الأرض 446 كم (277 ميل) فقط وعمق 2 كم (1.2 ميل). تم تشكيل فاليس ماريناريس بسبب تورم منطقة ثارسيس، مما تسبب في انهيار القشرة في منطقة فاليس ماريناريس.

ثقوب

كشفت صور من نظام التصوير الحراري للانبعاثات (تيميس) على متن مركبة فضائية تدور حول المريخ "أوديسا" في ناسا عن سبعة مداخل كهفية محتملة على جوانب بركان أرسيا مونس. الكهوف التي سميت على أسماء مكتشفيهم معروفة مجتمعة باسم "الأخوات السبع". يصل طول مداخل الكهف من 100 إلى 252 مترًا (328 إلى 827 قدمًا) ويقدر عمقها ما بين 73 إلى 96 مترًا (240 إلى 315 قدمًا). نظرًا لأن الضوء لا يصل إلى أرضية معظم الكهوف، فمن الممكن أن تمتد أعمق بكثير من هذه التقديرات الأدنى وتتسع تحت السطح. "دينا" هو الاستثناء الوحيد؛ قاعها مرئي وقياسه 130 متر (430 قدم). قد تكون المناطق الداخلية لهذه الكهوف محمية من الميكروميترويدات والأشعة فوق البنفسجية والتوهجات الشمسية وجزيئات الطاقة العالية التي تقصف سطح الكوكب.

الميثان

تم اكتشاف الميثان في الغلاف الجوي للمريخ؛ حيث يحدث في أعمدة ممتدة، وتشير الأبحاث إلى أن الميثان يتم إطلاقه من مناطق منفصلة. يتقلب تركيز الميثان من حوالي 0.24 جزء في المليون خلال فصل الشتاء الشمالي إلى حوالي 0.65 جزء في المليون خلال فصل الصيف. 
تتراوح تقديرات العمر بين 0.6 و 4 سنوات، لذلك يشير وجوده إلى وجود مصدر نشط للغاز. يمكن إنتاج الميثان عن طريق عملية غير بيولوجية، مثل سربنتينيت الذي يشتمل على الماء وثاني أكسيد الكربون وأوليفين المعدن ، والذي يُعرف بأنه شائع في المريخ. تعد أشكال الحياة الميكروبية الميثانية المنشأ في باطن الأرض من بين المصادر المحتملة. ولكن حتى لو حددت مهمة مارس إكسبريس أن حياة المريخ المجهرية هي مصدرها الميثان، فمن المحتمل أن تكون أشكال الحياة موجودة أسفل السطح بعيدًا عن إمكانيات مارس إكسبريس.

الشفق القطبي

في عام 1994، وجد توهجا بالأشعة فوق البنفسجية بالمريخ بعد رصده من قبل وكالة الفضاء الأوروبية بواسطة المركبة مارس إكسبريس حيث يأتي من "المظلات المغناطيسية" في نصف الكرة الجنوبي. لا يحتوي المريخ على مجال مغناطيسي عالمي توجه الجزيئات المشحونة التي تدخل الغلاف الجوي. للمريخ حقول مغناطيسية متعددة الشكل على شكل مظلة في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية، وهي من بقايا مجال عالمي تلاشى منذ مليارات السنين.
في أواخر ديسمبر 2014، اكتشفت المركبة الفضائية مافين التابعة لناسا أدلة على الشفق القطبي الواسع النطاق في نصف الكرة الشمالي للمريخ وانحدرت إلى خط العرض حوالي 20-30 درجة شمال خط الاستواء للمريخ. اخترقت الجسيمات التي تسببت في الشفق في الغلاف الجوي للمريخ، مما خلق الشفق القطبي على بعد 100 كيلومتر فوق السطح، وتتراوح الشفق بين الأرض من 100 كم إلى 500 كم فوق السطح. تتسرب الحقول المغناطيسية في الرياح الشمسية فوق المريخ، إلى الغلاف الجوي، وتتبع الجزيئات المشحونة خطوط المجال المغناطيسي للرياح الشمسية في الغلاف الجوي، مما تسبب في حدوث الشفق القطبي خارج المظلات المغناطيسية. 
في 18 مارس 2015، أبلغت ناسا عن اكتشاف شفق قطبي غير مفهوم تمامًا وسحابة غبار غير مفسرة في جو المريخ.
في سبتمبر 2017، ذكرت وكالة ناسا أن مستويات الإشعاع على سطح كوكب المريخ تضاعفت مؤقتًا، وارتبطت بأشعة الشفق القطبي 25 مرة وكانت أكثر إشراقًا من أي وقت سابق، بسبب عاصفة شمسية هائلة وغير متوقعة في منتصف الشهر.

المناخ

من بين جميع الكواكب الموجودة في النظام الشمسي، فإن مواسم المريخ هي الأكثر شبهاً بالأرض، وذلك بسبب الميل المماثل لمحور الدوران للكوكبين. يبلغ طول مواسم المريخ حوالي ضعف مواسم الأرض، لأن المسافة للمريخ أكبر من الشمس تؤدي إلى أن تكون سنة المريخ حوالي عامين للأرض. تختلف درجات حرارة سطح المريخ من قيعان تبلغ حوالي -143 درجة مئوية (-225 درجة فهرنهايت) في أغطية الشتاء القطبية إلى مستويات تصل إلى 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت) في الصيف الاستوائي. 
يرجع النطاق الواسع في درجات الحرارة إلى الغلاف الجوي الرقيق الذي لا يستطيع تخزين الكثير من حرارة الشمس، وانخفاض الضغط الجوي، والقصور الذاتي المنخفض للتربة المريخية. الكوكب يبعد 1.52 مرة عن الشمس عن الأرض، مما ينتج عنه 43 ٪ فقط من كمية ضوء الشمس. 
إذا كان للمريخ مدار يشبه الأرض، فستكون مواسمه مماثلة لمدار الأرض لأن ميله المحوري يشبه مدار الأرض. الغرابة الكبيرة نسبيًا في مدار المريخ لها تأثير كبير. المريخ بالقرب من الحضيض عندما يكون الصيف في نصف الكرة الجنوبي والشتاء في الشمال، وقرب الأفق عندما يكون الشتاء في نصف الكرة الجنوبي والصيف في الشمال. نتيجة لذلك، تكون الفصول في نصف الكرة الجنوبي أكثر تطرفًا والفصول في الشمال أكثر اعتدالًا مما كانت عليه الحال. يمكن أن تكون درجات حرارة الصيف في الجنوب أكثر دفئًا من درجات حرارة الصيف المكافئة في الشمال بما يصل إلى 30 درجة مئوية (54 درجة فهرنهايت). 
المريخ لديه أكبر العواصف الترابية في النظام الشمسي، حيث تصل سرعتها إلى أكثر من 160 كم / ساعة (100 ميل في الساعة). يمكن أن تختلف هذه من عاصفة فوق مساحة صغيرة، إلى عواصف عملاقة تغطي الكوكب بأكمله. تميل إلى الحدوث عندما يكون المريخ أقرب إلى الشمس، وقد ثبت أنه يزيد من درجة الحرارة العالمية.

مدار الكوكب ودورانه

المريخ هو رابع الكواكب بعداً عن الشمس. وأول كوكب له مدار خارج مدار الأرض ويبعد عن الشمس حوالي 228 مليون كلم بالمتوسط. شذوذية مركزيته e = 0.093 وهي كبيرة نسبياً، مما يدل على أن مداره إهليلجي بشكل واضح حيث يكون وهو في الحضيض على بعد 206 مليون كلم عن الشمس وعند وصوله إلى الأوج يصبح على بعد 249 مليون كلم عن الشمس. فنرى فرقاً واضحاً في البعدين وهذا يؤدي إلى تباين كمية أشعة الشمس الساقطة على سطحه بنسبة تصل إلى 45% بين الأوج والحضيض، أي بفارق 30 ْ س وما يتبع ذلك من تغيرات في مناخ الكوكب بين الموقعين. ودرجة الحرارة تتراوح على السطح بين الشتاء والصيف -144 ْس إلى 27 ْس أما في المتوسط فإن درجة الحرارة تقدر بحوالي –23 ْ إلى -55 ْ س.
ويقطع الكوكب هذا المدار في زمن يعادل 687 يوم أرضي، وأثناء دورانه في مداره هذا تحدث له عدد من الظواهر منها الاقتران.
المريخ لديه انحراف مداري نسبيا حوالي 0.09؛ من بين الكواكب السبعة الأخرى في النظام الشمسي، فقط عطارد لديه انحراف مداري. من المعروف أنه في الماضي كان للمريخ مدار دائري أكثر بكثير. عند نقطة واحدة أي 1.35 مليون سنة مضت، كان للمريخ انحراف مداري حوالي 0.002، أقل بكثير من الأرض اليوم. تبلغ دورة انحراف المريخ 96000 سنة أرضية مقارنة بدورة الأرض البالغة 100،000 عام. يتمتع المريخ بدورة أطول بكثير من الغرابة، مع فترة تبلغ 2.2 مليون سنة أرضية، وهذا يحجب دورة 96000 عام في الرسوم البيانية الإنحراف المداري. على مدار الـ 35000 سنة الماضية، أصبح مدار المريخ يزداد غرابة قليلاً بسبب الآثار الجاذبية للكواكب الأخرى. ستستمر المسافة الأقرب بين الأرض والمريخ في الانخفاض بشكل معتدل لمدة 25000 عام.

المستقبل

ستقوم وكالة الفضاء الأوروبية بإطلاق منصة "روزاليند فرانكلين" وكازاهوك في يوليو 2020. ستقوم ناسا بإطلاق مارس روفر في الفترة ما بين 17 يوليو و 5 أغسطس 2020. 
من المقرر إطلاق مدار المريخ من دولة الإمارات العربية المتحدة في عام 2020، ليصل إلى مدار المريخ في عام 2021. سيقوم المسبار بإجراء دراسة عالمية للغلاف الجوي للمريخ. 
تم اقتراح العديد من الخطط للقيام بمهمة بشرية إلى المريخ خلال القرن العشرين وحتى القرن الحادي والعشرين، ولكن لا توجد خطة نشطة لها تاريخ وصول في وقت أقرب من 2020. قدم مؤسس سبيس إكس، إيلون مسك، خطة في سبتمبر 2016، لإطلاق سائحين فضائيين إلى المريخ في عام 2024 بتكلفة تطوير تقدر بـ 10 مليارات دولار أمريكي.
في أكتوبر 2016، جدد الرئيس باراك أوباما سياسة الولايات المتحدة لتحقيق هدف إرسال البشر إلى المريخ في الثلاثينيات من القرن الواحد والعشرين (2030s)، ومواصلة استخدام محطة الفضاء الدولية كحاضنة تقنية في هذا المسعى. وجه قانون ترخيص ناسا لعام 2017 وكالة ناسا إلى الحصول على البشر ورحيلهم إلى المريخ أو على سطحه بحلول أوائل الثلاثينيات.

المعاينة

متوسط الحجم الظاهر للمريخ هو +0.71 مع انحراف معياري قدره 1.05. نظرًا لأن مدار المريخ غريب الأطوار، يمكن أن يتراوح حجم مقابلة الشمس من حوالي -3.0 إلى -1.4. الحد الأدنى للسطوع هو +1.86 عندما يكون الكوكب متزامنًا مع الشمس. 
في اللمعان يحتل المريخ مع كوكب المشتري المرتبة الثانية بعد كوكب الزهرة في اللمعان.  يظهر المريخ عادةً بشكل أصفر أو برتقالي أو أحمر. التقطت سبيريت صوراً لمشهد أخضر مخضر بلون الطين مع صخور رمادية زرقاء وبقع من الرمال الحمراء الفاتحة. دائمًا ما بين أواخر يوليو وأواخر سبتمبر  يمكن رؤية الكثير من التفاصيل السطحية باستخدام التلسكوب. من الملاحظ بشكل خاص حتى عند التكبير المنخفض  أغطية الثلج القطبية. 
مع اقتراب المريخ في موضع "التقابل" عندما تكون الشمس والأرض والمريخ في خط مستقيم تقريبا، تبدأ فترة من الحركة التراجعية، مما يعني أنه سيبدو وكأنه يتحرك للخلف في حركة مستمرة. تستمر مدة هذه الحركة التراجعية لمدة 72 يومًا، ويصل المريخ إلى ذروته في منتصف هذه الحركة.

اقتران الأرض والمريخ

وتمر الأرض بين الشمس وكوكب المريخ كل 27 شهر في حادثة تعرف باسم الاقتران، وفي هذه الحالة تقع الأرض والمريخ على مستوى واحد مع الشمس. وخلال هذا الوقت تصل المسافة بين الأرض والمريخ إلى أقل قيمة لها، ويبدو المريخ كقرص لامع أكبر من المعتاد؛ الأمر الذي يجعل هذا الوقت هو أفضل الأوقات لرصده ورصد المظاهر السطحية والمناخية له.
تأتي أفضل أوقات الاقتران مرة كل دورة مدتها حوالي من 15 إلى 17 سنة. ويرجع ذلك إلى أن مدار كوكب المريخ حول الشمس وكذلك مدار الأرض حول الشمس ليسا دائريين تماما؛ حيث تدور الأرض حول الشمس في مدار إهليلجي، وكذلك كوكب المريخ الذي يعتبر نسبيا أكثر إهليلجية من مدار الأرض، هذا بالإضافة إلى اختلاف سرعة دوران المريخ والأرض حول الشمس.
ويقع أدنى اقتراب للمريخ من الأرض في فترة زمنية تصل إلى عدة أيام بعد حصول الاقتران. وتتغير المسافة بين الأرض والمريخ في وضع الاقتران بين 55.63 مليون كم و100.8 مليون كم، ويحدث أفضل اقتران عندما تكون المسافة بين المريخ والأرض أقل ما يكون (أي على مسافة 55.63 مليون كم من الأرض، وهو ما يقع كل 15 إلى 17 سنة).
يُذكر أن كوكب الأرض اقترب سابقًا من كوكب المريخ بمسافات قريبة نسبيًّا في السنوات 1766 و1845 و1924 م، وفقًا للدراسات والأبحاث الفضائية الموثقة، ولكن ليس إلى الحد الذي وصل إليه يوم 27 من شهر أغسطس سنة 2001.
وفي 28 أغسطس ذات السنة أصبح المريخ في نقطة اقتران عندما تشكل الشمس والأرض والمريخ خطًّا مستقيمًا في الفضاء بوجود المريخ والأرض على نفس الجهة من الشمس. وعندما تكون الكواكب في حالة اقتران فهي تقع مقابل الشمس بالضبط في سمائنا؛ إذ تظهر في الغروب، وتصل إلى أعلى نقطة لها في منتصف الليل، ثم تختفي بالشروق.
ويصبح المريخ في نقطة تقابُل كل 26 شهرا، ولكن لأن المريخ والأرض يتحركان في مدارات بيضاوية الشكل فلا يكون كل تقابلين متشابهين. وهذه السنة يعتبر التقابل الذي سيحدث أروع من كل ما سبقه في الستين ألف سنة الماضية؛ لأن المريخ سيكون في أقرب نقطة للشمس؛ وهو ما يعرف بالحضيض الشمسي، ونادرا ما يحدث مثل هذا التقابل.
ولأن المريخ وللأرض يتبعان مدارات بيضاوية الشكل حول الشمس؛ فيحدث وجود المريخ في أقرب موقع للأرض بعدة أيام قبل أو بعد حدوث التقابل. وهذه السنة سيصل المريخ الحضيض الشمسي باثنتين وأربعين ساعة قبل حدوث التقابل.
لذلك في 27 أغسطس -وفقا لما قاله عالم الفلك الأمريكي "مايلز ستاندش" في مختبرات الدفع النفاث في وكالة «ناسا» الفضائية لموقع "سبيس.كوم"- فإن المريخ سيكون على بعد 55.758 مليون كم عن الأرض في الساعة 5:51 صباحا بتوقيت الساحل الشرقي للولايات المتحدة (09.51 صباحا بتوقيت جرينتش)، وهي أقرب مسافة يمكن للمريخ فيها أن يتوجه إلى الأرض.
وسيحدث التقابل في اليوم التالي الموافق 28 أغسطس، ولن يحدث التقابل التالي الذي سيكون فيه المريخ قريبا مثل هذا حتى 29 أغسطس في عام 2287. أما التقابل التالي للمريخ ففي 22 مايو  2016 ولكن المريخ سيبعد أكثر من 76 مليون كم عن الأرض مقارنة مع  93 مليون كم للتقارب الأخير الذي حدث سنة 2014، ومن المثير للاهتمام أن للمريخ دورة تتم كل 79 سنة؛ حيث تتكرر ظروف التقابل بشكل متطابق.

النسبية

تُعرف النقطة التي يختلف عندها خط طول مركز الأرض بمقدار 180 درجة عن نقطة الشمس باسم "المقابلة"، التي تقترب من أقرب وقت يقترب منه الأرض. يمكن أن يحدث وقت المقابلة تقريبا 8.5 أيام بعيدًا عن النهج الأقرب. تتراوح المسافة عند الاقتراب من مسافة تتراوح بين 54 و 103 مليون كيلومتر (34 و 64 مليون ميل) بسبب المدارات الإهليلجية للكواكب ، والتي تسبب تباينًا مماثلًا في الحجم الزاوي. 
حدثت مقابلة المريخ الأخيرة في 27 يوليو 2018، على مسافة حوالي 58 مليون كيلومتر (36 مليون ميل). سيتم حدوث مقابلة المريخ القادمة في 13 أكتوبر 2020، على مسافة حوالي 63 مليون كيلومتر (39 مليون ميل). متوسط الوقت بين المقابلة المتتالية للمريخ، فترة دور مداري وهي 780 يوم؛ لكن عدد الأيام بين تواريخ المقابلة المتتالية يمكن أن يتراوح من 764 إلى 812. 
مع اقتراب المريخ من المقابلة، تبدأ فترة من الحركة التراجعية ، مما يجعله يبدو وكأنه يتحرك للخلف في حركة متقطعة بالنسبة إلى نجوم الخلفية. مدة هذه الحركة إلى الوراء حوالي 72 يوم.

في المطلق والوقت الحاضر

اقترب المريخ من الأرض وأقصى سطوع ظاهر خلال 60،000 عام تقريبًا، حيث بلغ 55،758،006 كم (0.37271925 وحدة فلكية؛ 34،646،419 ميل)، بمقدار -2.88، في 27 أغسطس 2003، عند الساعة 9:51:13 بالتوقيت العالمي. 
في المرة السابقة التي تم فيها الاقتراب أكثر من ذلك، تشير التقديرات إلى أنها كانت في 12 سبتمبر، عام  57،617 قبل الميلاد (العصر الحجري القديم الأوسط)، في المرة القادمة ستكون في عام 2287، وسيكون  أقرب قليلا من اقترابه الأخير. على سبيل المثال كان الحد الأدنى للمسافة في 22 أغسطس 1924، تقريباً 0.37285 وحدة فلكية، والحد الأدنى للمسافة في 24 أغسطس 2208، ستكون 0.37279 وحدة فلكية.

المياه تغير تاريخ المريخ

نشر موقع وكالة ناسا للفضاء تقريرًا عن احتمال وجود مياه جوفية على سطح المريخ، ولوجود بعض الأخطاء العلمية الطفيفة فيما نشرته العديد من وكالات الأنباء عن الخبر قررت ناسا عمل مؤتمر صحفي في 22 يونيو لتوضيح الخبر، كما سيتم نشر ورقة البحث في مجلة ساينس عدد 30 يونيو.
وهذا الاكتشاف قد يُغَيِّر تاريخ الاكتشافات على كوكب المريخ، فقد استطاع العلماء باستخدام الصور والبيانات المرسلة من سفينة الفضاء الخاصة بوكالة ناسا مسح المريخ العالمية (Mars Global Surveyor) والتي تقوم بالمسح الأرضي لكوكب المريخ، إدراك بعض المقومات التي تقترح وجود مصادر حالية للمياه على سطح الكوكب الأحمر، أو بالقرب من السطح على أعماق قريبة.
وكوكب المريخ كوكب صحراوي غير مُرَجَّح وجود المياه على سطحه، فمتوسط درجة الحرارة عليه أقل من الصفر، والضغط الجوي له ثلاثة أضعاف الضغط المُبَخِّر للمياه، لكن في عام 1972 تم تصوير بعض الشواهد التي تدل على إمكانية تواجد الماء على سطح الكوكب في وقت ما في الماضي (من بلايين السنين)، وكانت هذه الصور تظهر آثارًا لقنوات تدفق كبيرة، يتفرع منها شبكة من الأودية الصغيرة، وقد تساءل العلماء كثيرًا: أين يمكن أن تكون قد ذهبت تلك المياه؟.
وقد وصلت السفينة المدارية مسح المريخ العالمية (Mars Global Surveyor) إلى الكوكب في عام 1997، وكانت أولى النتائج التي توصلت إليها عن طريق أبحاث الكاميرا المدارية غياب أي دليل لمصادر التدفقات السطحية التي تَمَّ اكتشافها من قبل، فعلى سبيل المثال لا يوجد أي جداول أو أخاديد، بل واقترحت أن معظم هذه التكوينات والتضاريس قد تكونت نتيجة انهيار بعض الممرات الطويلة لنشأتها المنحدرة، لكن دون وجود أثر لانحدار سطحي واضح أو من المحتمل وهو الأكثر احتمالاً أن تكون عوامل التعرية والتآكل قد أَخْفَت أو مَحَت آثار مصادر تلك التدفقات السطحية، وأيًّا كان التفسير لغياب مصادر تلك التدفقات، فإن احتمال وجود ماء جارٍ على سطح المريخ في الماضي، وخاصة في الماضي القريب كان احتمالاً ضئيلاً.
في نفس الأثناء مع بداية البحث كان هناك بعض الإشارات لرواية معقدة عن تسرب الماء للسطح من تحت الأرض، فقد لوحظ وجود بعض الفوهات قد تكون ساعدت في هذا التسرب، ومع استمرار الملاحظة والبحث باستخدام صور أعلى ثباتًا استطاع الباحثون زيادة احتمال أن يكون هذا التسرب هو مصدر آثار التدفقات السطحية، ويكون هذا هو جزء من الماء المختفي منذ زمن بعيد.
في يناير 2000 م أوضحت بعض الصور ما ترجمه الباحثون على أنه نتيجة لتسرب سائل من تحت الأرض، وتدفقه على السطح، فقد تتبعت الصور ثلاثة من التكوينات السطحية التي تمثل تدفقات للمياه ووجد أن مصدرها يمثل فجوة أو حفرة، ثم يتفرع منها بعض القنوات الفرعية، والرواسب في هذه القنوات كانت متماسكة بفعل حركة السائل عليها.
ومع استمرار المشاهدات، وُجِدَ أن ثلث تلك التكوينات تقع في الداخل على القمم المركزية، وتنبع من فوهات، والربع ينبع من حفر مميزة في القطب الجنوبي للكوكب، والخُمْس يقع على اثنين من أكبر الوديان على سطح الكوكب وهما: وادي نيرجال ووادي داو، كما وجد أن حوالي 50% من هذه الظواهر تنحدر نحو الجنوب، و20% منها فقط تنحدر نحو الشمال، و90% منها تقع جنوب خط الاستواء.
كما وجد أن بعض تكوينات التدفقات ليس لها فوهة، ويحتمل أن يكون غياب الفوهة نتيجة لصغر سنها الجيولوجي، أي أنها مكونة حديثًا، أما الأخرىات والتي لها فوهة أو حفرة لها أيضًا بعض الخصائص التي تدل على حداثة تكوينها مما يساعد في تأكيد الوجود الحالي للماء.
كما وجد أن معظم تلك التكوينات توجد في الأماكن التي لا يصلها ضوء الشمس إلا لمدد قصيرة من نهار المريخ، وقد فَسَّر العلماء إمكانية تدفق الماء على سطح الكوكب رغم انخفاض الضغط الجوي على سطحه والذي يؤدي إلى تبخر الماء إذا وصل إلى السطح، بأن الماء الذي يصل للسطح عندما يتبخر يعمل على تبريد السطح، مما قد يؤدي إلى تجمد قطرات الماء الباقية نتيجة للضغط العالي فتقوم ببناء سَدٍّ ثلجي يحتجز الماء خلفه، وعندما ينكسر تتدفق المياه على السطح.
إن أهمية هذا الاكتشاف تَكْمُن في إحيائه الأمل من جديد لوجود ماء على المريخ، وما يحمله هذا من تخيلات عديدة لا نهاية لها فوجود الماء يؤهل الكوكب لحياة الإنسان عليه، فهو يوفر له ماء الشرب، وبتحليل الماء إلى أكسجين وهيدروجين يستخدم كوقود لسفن الفضاء يصبح المريخ محطة جديدة للوصول لما هو أبعد، ووجود الماء أيضًا يدل على إمكانية تواجد حياة على سطح المريخ.
في عام 2008 بعدما هبط مسبار فونيكس نشر ذراعه الآلية التي تعتبر أهم أداة في مهمة سبر سطح الكوكب الأحمر بحثا عن آثار للحياة. ويبلغ طول الذراع الآلية مترين اثنين و35 سنتيمترا، علما أنها صنعت من مادتي التيتانيوم والألومينيوم. وبعد اختبار سلامة لبعض ملحقات الذراع الآلية، تمت الاستعانة بكاميرا ثبتت على هذه الذراع من أجل التأكد من الأرضية تحت المسبار. ثم حفرت الذراع القشرة الثلجية التي تقع في القطب الشمالي من المريخ، لكي تنقل إلى المسبار عينات من التراب والثلج التي خضعت للدراسة. 
الإعتقاد بتوفر المياه السائلة على سطح المريخ تعزز في 19 شباط 2009 مع اكتشاف خبراء مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة الفضاء الأمريكية ناسا، لقطرات من المياه على ذراع الحفر التابعة للمسبار الفينيق. الفينيق تمكن من برهان تواجد أملاح البيركلورات في تربة المريخ وهي أملاح قادرة في حال اذابتها في الماء، على اخفاض درجة حرارة تجمد الماء إلى 70 مئوية تحت الصفر. المياه السائلة هذه قد تكون بيئة ملائمة للحياة، لكن التجارب والخبرات لم تستطع اكتشاف حياة على الأرض في وسط بيئة مالحة بهذا القدر حتى الآن.

الملاحظات القديمة والقرون الوسطى

اعتقد السومريون القدماء أن المريخ كان نيرغال،  إله العالم السفلي والموت والوباء والأمراض. خلال العصور السومرية، كان نيرغال إلهًا بسيطًا قليل الأهمية، ولكن في أوقات لاحقة، أصبح المركز الرئيسي للعبادة بمدينة نينوى. في نصوص بلاد ما بين النهرين، يشار إلى المريخ بأنه "نجم الحكم على مصير الموتى". 
تم رصد وجود المريخ ككائن متجول في سماء الليل من قبل علماء الفلك المصريين القدامى، وبحلول عام 1534 قبل الميلاد، كانوا على دراية بالحركة الرجعية للكوكب. 
أثناء فترة الإمبراطورية البابلية الجديدة، كان الفلكيون البابليون يرصدون تحركات الكواكب وتسجيلها في سجلات من أجل توثيق سلوك الكواكب. بالنسبة إلى المريخ، فقد وثقوا بأن الكوكب قد صنع 37 دور مداري، أو 42 دائرة فلكية كل 79 عام. لقد اخترعوا أساليب حسابية لإجراء تصحيحات بسيطة على المواقع المتوقعة للكواكب. في الحضارة اليونانية القديمة، كان الكوكب يعرف باسم Πυρόεις. 
في القرن الرابع قبل الميلاد، لاحظ أرسطو أن المريخ قد اختفى  أثناء الإحتجاب وراء القمر، مما يشير إلى أن الكوكب كان بعيداً عن الأرض في حينه. حاول بطليموس، وهو يوناني يعيش في الإسكندرية، معالجة مشكلة الحركة المدارية للمريخ. تم تقديم نموذج بطليموس وعمله في مجال علم الفلك في كتابه المجسطي، والتي أصبحت أطروحة موثوقة عن علم الفلك الغربي على مدار أربعة عشر قرنًا. 
يؤكد أدب حضارة الصين القديمة أن المريخ كان معروفًا من قبل الفلكيين الصينيين وتحديداً في القرن الرابع قبل الميلاد.  في القرن الخامس الميلادي، قدّر علم الفلك الهندي قطر المريخ.
في ثقافات شرق آسيا، يشار إلى المريخ تقليديًا باسم "نجم النار" (الصينية: 火星)، استنادًا إلى نظرية العناصر الخمسة. 
خلال القرن السابع عشر، قام تيخو براهي بقياس التخاطل للمريخ الذي استخدمه يوهانس كيبلر لإجراء حساب إبتدائي للمسافة النسبية للكوكب.
عندما أصبح التلسكوب متاحًا، تم قياس التخاطل للمريخ مرة أخرى  بواسطة جيوفاني دومينيكو كاسيني في عام 1672 في محاولة لتحديد المسافة بين الشمس والأرض. قياسات التخاطل المبكرة أعيقت بسبب جودة الأدوات. كان الإحتجاب الوحيد للمريخ من كوكب الزهرة الذي تم ملاحظته يوم 13 أكتوبر 1590، الذي شاهده مايكل ميستلين في هايدلبرغ. 
في عام 1610 لوحظ المريخ من قبل الفلكي الإيطالي غاليليو غاليلي، الذي كان أول من شاهده عبر التلسكوب. أول عالم يرسم خريطة للمريخ ويعرض  تضاريسه هو عالم الفلك الهولندي كريستيان هوغنس.

القنوات

بحلول القرن التاسع عشر، وصلت دقة التلسكوبات إلى مستوى كافٍ لتحديد معالم سطح المريخ. وقعت مقابلة المريخ في 5 سبتمبر 1877. في تلك السنة، استخدم الفلكي الإيطالي جيوفاني سكيابارلي تلسكوبًا قياسه 22 سم (8.7 بوصة) في ميلانو للمساعدة في إنتاج أول خريطة مفصلة للمريخ. تحتوي هذه الخرائط بشكل ملحوظ على قنوات، تم إظهار حقيقتها فيما بعد على أنها خداع بصري. كان من المفترض أن هذه القنوات  أو "الأخاديد" عبارة عن خطوط مستقيمة طويلة على سطح المريخ، وقد أعطيت أسماء أنهار مشهورة على الأرض.
متأثرًا بالملاحظات، أسس المستشرق بيرسيفال لويل مرصدًا يحتوي على تلسكوبات 30 سم و 45 سم (12 و 18 بوصة). تم استخدام المرصد لاستكشاف المريخ في عام 1894. نشر العديد من الكتب عن المريخ والحياة على هذا الكوكب، والتي كان لها تأثير كبير على الشعوب. تم العثور على القناة بشكل مستقل من قبل علماء الفلك الآخرين، مثل هنري جوزيف أناستاز ولويس تولو في نيس، حيث تم استخدام أكبر التلسكوبات في ذلك الوقت. 
أدت التغييرات الموسمية (التي تتألف من تناقص القبعات القطبية والمناطق المظلمة التي تشكلت خلال صيف المريخ) إلى تكهنات حول وجود حياة على المريخ ، حيث كان هناك اعتقاد قديم بأن المريخ يحتوى على البحار الشاسعة والغطاء النباتي. لم يصل التلسكوب إلى الدقة المطلوبة لإعطاء أي دليل على أي تكهنات حول وجود حياة على المريخ، تم استخدام التلسكوبات الكبيرة، ولوحظ عدد قليل من القنوات المستقيمة.
خلال رصده في عام 1909 من قبل كميل فلاماريون مع تلسكوب 84 سم (33 بوصة)، لوحظ أنماط غير منتظمة، ولكن لم يتم رؤية أي قناة. 
حتى في الستينيات من القرن الماضي، نُشرت مقالات عن بيولوجيا المريخ، مع وضع توضيحات أخرى بخلاف الحياة للتغيرات الموسمية على المريخ. وقد تم نشر سيناريوهات مفصلة عن التمثيل الغذائي والدورة الكيميائية لنظام البيئة على سطح المريخ.

في الثقافة

تم تسمية المريخ بإسم إله الحرب الروماني. في الثقافات المختلفة يمثل المريخ الذكور أوالشباب، ويستخدم رمز وهو عبارة عن دائرة بها سهم يشير إلى أعلى اليمين كرمز للجنس الذكوري.
أدت الإخفاقات العديدة في تحقيقات استكشاف المريخ إلى ظهور ثقافة مضادة ساخرة تحمّل الفشل على كوكب الأرض  مثل "مثلث برمودا" أو "لعنة المريخ" أو "غول المجرة العظيم" الذي يغذي مركبات الفضاء المريخية.

المريخ الذكي

إنفجرت فكرة عصرية متمثلة في أن المريخ كان يسكنه الأذكياء في أواخر القرن التاسع عشر. طرحت ملاحظة "القنوات" التي أطلقها جيوفاني سكيابارلي إلى جانب كتب بيرسيفال لويل حول هذا الموضوع المفهوم المعياري لكوكب المريخ. أضافت ملاحظات وإعلانات عديدة  لشخصيات بارزة أطلق عليها "حمى المريخ". 
في عام 1899 لاحظ المخترع نيكولا تسلا إشارات متكررة باستخدام أجهزة الاستقبال الخاصة به في مختبره في كولورادو سبرينغس، اعتقد فيما بعد بأن تكون اتصالات لاسلكية قادمة من كوكب آخر، ربما يكون كوكب المريخ. 
في مقابلة عام 1901 ذكر نيكولا تسلا:
بعد مرور بعض الوقت عندما طرحت الفكرة في ذهني، قد تكون الإشارات التي لاحظتها ناتجة عن تحكم ذكي. على الرغم من أنني لم أستطع فك رموز معناها، إلا أنه كان من المستحيل بالنسبة لي أن أفكر فيها على أنها كانت عرضية تمامًا. ينمو الشعور باستمرار على أنني كنت أول من سمع تحية كوكب لآخر.
حصلت نظريات تسلا على دعم من اللورد كلفن أثناء زيارته للولايات المتحدة في عام 1902 ، ذكر أنه يعتقد أن تسلا التقط إشارات المريخ التي يتم إرسالها إلى الولايات المتحدة. نفى كلفن بشدة هذا التقرير قبل مغادرته بفترة وجيزة وقال: "ما قلته حقًا هو أن سكان المريخ إن وجدو، كانوا بلا شك قادرين على رؤية نيويورك، وخاصة وهج الكهرباء". 
في مقال نشرته صحيفة نيويورك تايمز عام 1901، قال إدوارد تشارلز بيكرنج مدير مرصد كلية هارفارد، إنهم تلقوا برقية من مرصد لويل في أريزونا ذكر بها أن المريخ كان يحاول التواصل مع الأرض.
اقترح إدوارد تشارلز بيكرنج فيما بعد إنشاء مجموعة من المرايا في تكساس، تهدف إلى إشارة المريخ.
في العقود الأخيرة، لم تكشف الخريطة عالية الدقة لسطح المريخ، عن أي آثار للسكن من خلال الحياة "الذكية"، لكن التكهنات المزعومة حول الحياة الذكية على المريخ مازالت مستمرة مثل ريتشارد تشارلز هوغلاند. 
كتب عالم الفلك كارل ساجان:
أصبح المريخ نوعًا من الساحة الأسطورية التي توقعنا عليها آمالنا ومخاوفنا الدنيوية.
أشار جوناثان سويفت إلى أقمار المريخ، قبل حوالي 150 عام من اكتشافها الفعلي من قِبل أساف هول، موضحًا الأوصاف الدقيقة المعقولة لمداراتهم، في الفصل التاسع عشر من روايته "رحلات غوليفر". 
ظهرت شخصية كوميدية لمريخي ذكي يدعى مارفن ذا مارشن ، في هارديفيل هير  عام 1948 كشخصية في الرسوم المتحركة لوني تونز من وارنر براذرز، واستمرت كجزء من الثقافة الشعبية حتى الوقت الحاضر. 
بعد أن عادت المركبة الفضائية مارينر وفايكينغ 1 صوراً للمريخ كما هي في الحقيقة،  يبدو أنه عالم  بلا حياة. إن التخمينات العلمية الزائفة حول المريخ وغيرها من المعالم المبهمة التي اكتشفتها تحقيقات الفضاء، تعني أن الحضارات القديمة لا تزال موضوعًا شائعًا في الخيال العلمي، وخاصة في الأفلام.