stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
מאדים

ערך זה עוסק בכוכב לכת. אם התכוונתם למיני-סדרה, ראו .
| --- | --- |
מאדים כפי שצולם מהגשושית רוזטה בפברואר 2007
מאדים כפי שצולם מהגשושית רוזטה בפברואר 2007
 כוכב האם
 כוכב אם:  השמש
 מידע כללי
 סוג:  כוכב לכת
 קטגוריה:  כוכב לכת ארצי
 מיקום:  מערכת השמש הפנימית
 תאריך גילוי:  מימי קדם
 על שם:  מרס 
 מאפיינים מסלוליים
 מרחק ממוצע מהשמש:  227,936,637 ק"מ (1.523,662,31 AU)
 אפואפסיד:  249,228,730 ק"מ (1.665,991,16 AU)
 פריאפסיד:  206,644,545 ק"מ (1.381,333,46 AU)
 ציר חצי-ראשי:  227,936,637±1 קילומטר, 1.523679±0.000001 יחידה אסטרונומית
 אקסצנטריות:  0.09341233
 זמן הקפה:  1.8808 שנים   686.97 ימים
 מחזור סינודי:  779.95 ימים
 מהירות מסלולית
  ‑ ממוצעת:  24.077 ק"מ/שנייה
  ‑ מקסימלית:  26.499 ק"מ/שנייה
  ‑ מינימלית:  21.972 ק"מ/שנייה
 נטיית מסלול:  1.85061°
 מספר ירחים:  2
 מאפיינים פיזיים
 רדיוס קו משווה:  3,396.2 ק"מ
 ממדים:  6,791.432 קילומטר
 שטח פנים:  ‎1.448×108‎ קמ"ר
 נפח:  163,180,000,000±10,000,000 קילומטר מעוקב
 מסה:  ‎6.4191×1023‎ ק"ג
 צפיפות ממוצעת:  3.94 גרם/סמ"ק
 תאוצת הכובד בקו המשווה:  0.38 ג'י   3.71 מטר/שנייה2
 זמן סיבוב עצמי:  24:37:22.7 שעות 1.025957 ימים
 מהירות סיבוב עצמי:  0.241 ק"מ/שנייה (בקו המשווה)
 נטיית ציר הסיבוב:  25.19°
 אלבדו:  0.15
 בהירות נראית:  −2.94 
 מהירות מילוט:  5.02 ק"מ/שנייה
 טמפרטורה מינימלית:  -140.15 °C   133 K
 טמפרטורה מקסימלית:  9 °C   282.15 K
 טמפרטורה ממוצעת:  -63.15 °C   210 K
 מאפייני אטמוספירה
 לחץ אטמוספירי:  0.7–0.9 קילו פסקל
 פחמן דו־חמצני:  95.32%
 חנקן:  2.7%
 ארגון:  1.6%
 חמצן:  0.13%
 פחמן חד־חמצני:  0.07%
 אדי מים:  0.03%
 חנקן חמצני:  100 ppm
 ניאון:  2.5 ppm
 קריפטון:  300 ppb
 קסנון:  80 ppb
 אוזון:  30  ppb
 מתאן:  10 ppb
 מים כבדים:  850 ppb
 פורמלין:  130 ppb
 
כדור הארץ והירח של כדור הארץ ממאדים (צולם ב-2016 על ידי המקפת MRO)
מאדים (בלטינית: Mars, בתעתיק מדויק: מַארס) הוא כוכב הלכת הרביעי במערכת השמש. מסלולו הוא השני הקרוב ביותר למסלול כדור הארץ (אחרי נוגה) והוא כוכב הלכת השני הקטן ביותר, גדול רק מכוכב חמה. צבע פניו של מאדים אדמדם בשל ריבוי תחמוצות ברזל בקרקעו, ומכאן שמו העברי והכינוי "כוכב הלכת האדום". סמלו מייצג את המגן והחנית של האל מרס: עיגול עם חץ.
קוטרו של מאדים 6,721 ק"מ (כחצי מקוטרו של כדור הארץ). הוא משלים סיבוב אחד סביב צירו אחת ל־24 שעות ו־37 דקות, והקפה אחת סביב השמש כל 686.98 יום במהירות ממוצעת של 24.13 ק"מ לשנייה. פני מאדים מלאים במכתשים. מרבית הקרח בקטביו הוא קרח יבש הנוצר מקפיאת פחמן דו-חמצני. חוקרים מעריכים כי ייתכן שיורד שם שלג.
למאדים שני ירחים, פובוס ודימוס, ושניהם קטנים ובעלי צורה לא־סדירה. משערים שאלו אסטרואידים שנלכדו על ידי כוח המשיכה של מאדים. במאדים נמצא ההר הגבוה ביותר במערכת השמש, הר הגעש אולימפוס מונס - גובהו 21 ק"מ. בנוסף על מאדים נמצא קניון ואליס מארינריס, אשר אורכו כ-4,000 ק"מ ורוחבו 200 ק"מ.
מאדים זוכה להתעניינות רבה בשל קרבתו היחסית לכדור הארץ והסיכוי להפוך אותו לכוכב לכת ארצי שישררו בו תנאים שיאפשרו לבני־אדם להגיע אליו בעתיד ואף להשתכן בו. כמו כן, שני הקטבים של מאדים מכוסים מים קפואים. עובדה זו מגבירה את התקוות לאיתור עקבות של חיים מיקרוסקופיים בעבר. למאדים נשלחו עד כה מספר גשושיות בלתי מאוישות שסיפקו מידע רב. אף שטרם נשלחו אסטרונאוטים אל מאדים, סוכנויות חלל שונות חוקרות במרץ את האפשרות לבצע משימה מאוישת למאדים בעשורים הקרובים.
מידע כללי

צפיפותו הממוצעת של מאדים 3.95 גרם לסמ"ק. למאדים רק רבע מפני השטח של כדור הארץ ומסתו היא רק עשירית ממסתו של כדור הארץ. כוח המשיכה על פני מאדים הוא כ־38% מכוח המשיכה על פני כדור הארץ.
השינוי בגודלן של המדבריות על פני מאדים ובצורתן נעוץ ברוחות העזות המזיזות ענני חול גדולים ממקום למקום. ציר הסיבוב של מאדים נטוי בזווית של 25 מעלות ביחס למישור ההקפה שלו סביב השמש. האטמוספירה עליו דלילה מאוד וכמות המים בה נמוכה. בזמנים קדומים, כמות אדי המים באטמוספירה שלו הייתה גדולה יותר, אלא שעקב מחסור באוקיינוסים וצורות חיים שיקלטו את אדי המים והחמצן, נקלטו אדי המים והחמצן בקרקע של מאדים, העשירה בברזל, הברזל התחמצן, ומכאן צבעו האדמדם של כוכב הלכת.
מקור השם

השם העברי של הכוכב, "מאדים", נייטרלי מבחינתי דתית (לא מקשר את שמו לאלוהות כלשהי) ומדויק מבחינה תיאורית – הכוכב אכן נראה אדום לצופה מכדור הארץ.
השם העברי מתועד בכתובים בתלמוד הבבלי בתקופת חז"ל. ייתכן כי הדבר נובע ממגמה של חז"ל להעניק לכוכבי הלכת שמות הקשורים לתכונות הכוכב, שהם שמות נייטרליים מבחינה דתית, בניגוד לשמות האלים שניתנו לכוכבי הלכת על ידי תרבויות אחרות. מקור שמו בלועזית Mars הוא על שם מרס אל המלחמה במיתולוגיה הרומית, הואיל וצבעו כשל הדם.
אפיפניוס, שנולד להורים יהודים באזור בית גוברין בתחילת המאה ה־4 לספירה, תיעד את שמות כוכבי מערכת השמש לפי הפרושים, ולדבריו כוכב מאדים נקרא χωχὲβ ὀκβόλ (chocheb okbol; המלה הראשונה היא המלה העברית "כוכב").
שיטות לתיארוך גאולוגי

השיטה המקובלת לתיארוך גאולוגי של כוכבי לכת שונה משיטות התיארוך הגאולוגי של כדור הארץ. תקופות גאולוגיות פלנטריות נשענות על ספירת מכתשים. הנחת היסוד היא שפני שטח החשופים יותר מבחינת זמן לחלל ספגו יותר פגיעות של מטאוריטים ולכן יש בהם יותר מכתשים. על פי שיטה זו הובחנו על פני מאדים שלוש תקופות והן:
התקופה הנואחית (Noachian Period) – מהיווצרותו של מאדים עד לפני ל־3.8-3.5 מיליארד שנה. שמה של התקופה נגזר משמה של רמה גבוהה בחצי הכדור הדרומי Noach Terra. הפגיעות הרבות במאדים יצרו מכתשים רבים. אך עדויות רבות לארוזיה של מים נתנו בסיס להערכה כי פני השטח באותה תקופה היו חמים ולחים.
התקופה ההספריאנית (Hesperian Period) – תקופה זו החלה משעה שקצב הפגיעות במאדים נחלש ונמשכה כנראה 1.8 מיליארד שנה. שמה של תקופה זו נגזר משמה של רמה גבוהה גם כן בחצי הכדור הדרומי – Hesperian Planum. באזור זה הייתה פעילות געשית אינטנסיבית שכיסתה מכתשים רבים מהתקופה הנואחית.
התקופה האמאזונית (Amazonian Period) – מסוף התקופה ההספריאנית עד ימינו אנו. שם התקופה נגזר משמו של מישור נמוך בחצי הכדור הדרומי – Amazonian Planitia. תקופה זו קרה מדי לנוכחות מים נוזליים לפחות על פני השטח.
החוקרים האירופיים מציעים מודל תיארוך שונה המתבסס על התכולה המינרלוגית של פני השטח. השמות ניתנים על בסיס מינרלים פילוסיליקטיים. החוקרים האירופיים חילקו את הגאולוגיה של מאדים גם כן לשלוש תקופות, חופפות חלקית לחלוקה הכרונולוגית המקובלת, אם כי אחד מחוקרי מאדים האמריקאים, מייקל קאר, חולק על שיטה זו. על פי השיטה האירופית התקופות הן:
התקופה הפילוסיאנית (Phyllosian) מאופיינת בנוכחות פילוסיליקטים־חרסיות שיש בהן הרבה ברזל.
התקופה הטייקיאנית (Thiikian) מאופיינת בנוכחות של סולפטים, עדות לפעילות געשית, שנוצרו בריאקציה עם מים.
התקופה הסידרקיאנית (Siderikian) מאופיינת בתחמוצות ברזל ללא נוכחות מים ואין בתקופה זו מים נוזלים.
יכול להיות שעם תחילתה של פעילות מאוישת על מאדים, שיטת התיארוך תשתנה. ייעשה שימוש בתיארוך סטרטיגרפי כמקובל על כדור הארץ. הערכה זו נשענת על תצלומים בעלי רזולוציה גבוהה שבהתבסס עליהם אפשר יהיה לבצע חתכים סטרטיגרפיים במקומות שונים בפרט במצוקים.
אטמוספירה

האטמוספירה של מאדים קלושה. לחץ האוויר בפני השטח הוא רק 10 מיליבר, כ־1% בלבד מהלחץ הממוצע שעל־פני כדור הארץ. גובהה של האטמוספירה הוא כ־11 קילומטר. האטמוספירה של מאדים מורכבת מ־95% פחמן דו־חמצני, 3% חנקן, 1.6% ארגון ומעט חמצן ומים. ב־2003 נמצאו גם עדויות לנוכחות של מתאן באטמוספירה.
בשלבי קיומו הראשונים של כוכב הלכת, כמות הפחמן באטמוספירה הייתה גדולה יותר, כמו שהיה בתקופה המקבילה על כדור הארץ. מקורו של הפחמן הוא מפנים כוכב הלכת, מהמעטפת, וממקורות חיצוניים (מטאוריטים קרבונטיים, מיקרומטאוריטים ושביטים). נכון למאה ה־21, מולקולות הפחמן נדיפות יותר ונהרסות על ידי חמצון ויינון על פני השטח. תהליכים אלה לא התרחשו בעבר כאשר האטמוספירה הייתה צפופה יותר, עם תכולה גדולה יותר של CO2 ושדה מגנטי שהגן על כוכב הלכת. אף על פי שמאדים וכדור הארץ נוצרו מאותם חומרים, כל אחד מהם התפתח בצורה שונה. המים בתקופה זו התפרקו, וכנראה רק לאחר מיליארד השנים הראשונות הפך מאדים לכוכב לכת קר ויבש. רמז אפשרי לאיבוד המים מהאטמוספירה, בא מהדרך בה מתרחשת האינטראקציה בין האטמוספירה לרוח השמש. אינטראקציה זו מראה שמאדים מאבד כל יום 100 טון מהאטמוספירה שלו.
אף על פי כן, מאדים עדיין מחזיק באטמוספירה. המקורות לחידוש האטמוספירה הם פגיעות שביטים, קרח ה־CO2 בקטבים, ופריצת מים ממעבה האדמה ההופכים לגז. החוקרים זיהו סוג של גל כפול מרוח השמש (double whammy solar supper wave) הגורם לדלדולה של אטמוספירת מאדים. גלים אלה נוצרים כאשר זרם אחד של רוח השמש מתהפך ומורם על ידי גל אחר ומאיץ את מהירותם של חלקיקים מהשמש. זה יוצר שטף של חלקיקים הנע לעבר מאדים, פוגע בו בפעימה אחת ומתיז לחלל חלקיקים מהאטמוספירה.
היונוספירה של מאדים מתנשאת לגובה של 110–130 קילומטר. בגובה זה קרינת השמש היא בעלת עוצמה רבה, חלקיקים מרוח השמש מפרקים אטומים ומולקולות באטמוספירה העליונה ומשחררים אלקטרונים. מיפוי גלובלי של היונוספירה אפשר לבחון את התנהגותה גם בלילה. מיפוי האטמוספירה העיד על שינויים במרחב הגאוגרפי בשעות החשיכה. במהלך המיפוי הלילי התגלה מארג מורכב של אזורים שבהם צפיפות האלקטרונים גדולה. אחת התגליות הייתה המתאם הגדול שבין מספר האלקטרונים ביונוספירה בלילה לבין כיוון השדה המגנטי המקומי. האזורים בעלי צפיפות האלקטרונים הגדולה קשורים לאזורים בעלי מגנטיות גבוהה בפרט דרומית לקו המשווה, סמוך למקומות בהם קווי השדה המגנטי ניצבים לקרקע. על כדור הארץ מצב כזה אפשרי רק בקטבים המגנטיים. רוח השמש העוטפת את מאדים מאפשרת כנראה היווצרות יונוספירה בצד הלילי. האינטראקציה עם רוח השמש מעוררת (energises) את האטמוספירה ויוצרת אוכלוסייה של אלקטרונים חופשיים.
באטמוספירה של מאדים מתחוללות סופות אבק, ב־2018 התרחשה סופה שכיסתה חלקים גדולים מהפלנטה. מדענים השתמשו ברכב החלל אופורטוניטי כדי לנסות ולהתחקות אחר מקורותיהן של סופות אלו. אף על פי שמדובר בסופות שמהירותן רבה, הן נושאות איתן כמות אנרגיה נמוכה בשל האטמוספירה הקלושה.
חקר פני השטח

תחום מדע שעוסק בחקר פני מאדים נקרא "אראוגרפיה" (Areography (אנ')).
חקר השטח במהלך המאה ה-18 בוצע על ידי צפייה בטלסקופ. בשנת 1877 ג'ובאני סקיאפארלי פרסם מפה ראשונה של מאדים. הוא קרא לאזורים כהים שראה כ"ימות", ואזורים בהירים כ"יבשות". הוא ציין כי ראה רשת צפופה של מאפיינים בעלי קווים ישרים על פני השטח, להם קרא בשם ערוצים. המילה "ערוצים" באיטלקית היא "canali", והיא תורגמה לאנגלית כ-"canal", כלומר "תעלות".
ממצאים של תוכנית מארינר בשנות ה-60 הוכיחו שעל כוכב הלכת אין "ימות" ואין צמחייה. במהלך מארס גלובל סרוויור בוצעו צילומים מפורטים שאיפשרו לעבד מפות מפורטות של מאדים.
אולימפוס מונס הוא הר געש הגבוה ביותר הידוע במערכת השמש והוא מגיע לגובה של 21 ק"מ.
בתחילת 2024 גילה צוות חוקרים בינלאומי ריכוזים גבוהים של מַנְגַּן במכתש גייל, שנמצא בסמוך לקו המשווה של מאדים. התגלית נחשבת למפתיעה כיוון שעל פי הידוע, התנאים על פני מאדים לא מעודדים היווצרות מנגן. המידע עלה מניתוח נתונים שנאספו במאדים על ידי הרובר "קיוריוסיטי" (Curiosity) של נאס"א.
מים על מאדים

שני הקטבים של מאדים מכוסים מים קפואים. עובדה זו מגבירה את התקוות לאיתור עקבות של חיים מיקרוסקופיים בעבר.
מדענים מעריכים שהקרח נמצא ממש מתחת לפני השטח של כוכב הלכת. זאת משום שחלליות מחקר זיהו כמויות גדולות של מימן, והדרך היחידה בה יכולה להיות כמות כה גדולה של מימן היא במולקולות מים. מעריכים שכמות המים מגיעה עד 80%-90% ממסת הסלע, ושהקרח מפוזר באופן אחיד בכל אזור הקוטב הצפוני. ככל הנראה, המים הקפואים נמצאים בעומק של לא יותר מ־30 סנטימטרים מתחת לפני הקרקע. כמות זו של מים מעלה את האפשרות שבעבר מאדים היה חם יותר, והתקיימו עליו חיים מיקרוסקופיים.
הממצאים פורסמו בכתב העת Science, ולצורך המחקר נעשה שימוש בתצלומים שצילמו החלליות מארס גלובל סרוויר ומארס אודיסי – שתיהן מקיפות עדיין את מאדים. מארס אודיסי גילתה לראשונה עדויות על מים בקוטב הדרומי של מאדים ב־2002. נכון לעשור השלישי של המאה ה־21, המדענים מצאו כשליש יותר מים באזור הקוטב הצפוני לעומת הכמות שהתגלתה בקוטב הדרומי.
המקפת לסקר מאדים מצאה ב־2008 בשולי ההרים קרחונים המכילים כמויות גדולות של קרח, טמונים מתחת לשכבת הקרקע. שכבת קרח זו דומה במאפייניה לשכבת הקרחונים העבה שנמצאה מתחת לכיסוי סלעי באזור אנטארקטיקה. בשנת 2015 הודיעה נאס"א כי נמצאו עדויות לקיום של מים זורמים על פני מאדים. הסימנים השחורים על הכוכב הם ההוכחה לכך.
הנחתת 'אינסייט' של נאס"א, מצאה עדויות למאגר תת-קרקעי גדול של מים נוזליים, בעומק של עד 20 ק"מ מתחת לפני השטח. צוות החוקרים ממכון סקריפס לאוקיינוגרפיה ומאוניברסיטת קליפורניה בברקלי השתמשו במודל מתמטי של פיזיקת הסלע, כדי להגיע למסקנה שהנתונים הסיסמיים מהנחתת מצביעים על סדקים ונקבוביות זעירים בסלע יסוד רווי מים נוזליים, בעומק של בין 11.5 ל־20 ק"מ. הממצאים החדשים מהווים אינדיקציה לכך שחלק גדול מהמים על מאדים לא התאדו לחלל, אלא חלחלו לתוך הקרום שלו.
מים על מאדים > חיים על המאדים

בשלבי חייו הראשונים של מאדים לפני כ־4 מיליארד שנים, האטמוספירה שלו הייתה סמיכה הרבה יותר ממה שהיא היום והגנה עליו בדומה לאטמוספירה שמגנה על כדור הארץ. כמות הפחמן באטמוספירה הקדומה הייתה דומה למה שהיה בתקופה מקבילה בכדור הארץ. בגלל הקרבה לכדור הארץ והתנאים הדומים, ובגלל קיומם של מים על המאדים, היו יכולות להתפתח עליו צורות חיים.
נכון לתחילת העשור השלישי של המאה ה־21, אין הוכחה לקיום חיים בהווה או בעבר על המאדים, אבל המחקרים עדיין מתנהלים. רכב המאדים קיוריוסיטי נשלח ב־2012 לבצע בדיקות מדעיות במכתש גייל שהוא אגם יבש במאדים, בהנחה שאגם היה מקום נוח להתפתחות חיים. הרובר פרסווירנס נחת על מאדים בפברואר 2021 בדלתה של האגם היבש מכתש ג'זרו, כדי לאסוף דגימות מהקרקע הבוצית שהייתה בו בעבר.
גז מתאן על מאדים

בשנים 2003–2004 מצאו שלוש קבוצות נפרדות של מדענים הוכחות לקיומו של גז מתאן באטמוספירה שעל פני מאדים. צוות מדענים בראשות מייקל מומה ממרכז טיסות החלל גודרד של נאס"א, בדקו באמצעות ספקטרוגרפים ברזולוציה גבוהה, המוצבים במתקן הטלסקופ התת־אדום שבהוואי ובטלסקופ ג'מיני הדרומי שבצ'ילה, ומדדו ריכוזי מתאן של מעל 250 חלקים למיליארד, כמו כן נצפו שינויים בריכוז המתאן בין האזורים השונים שעל פני מאדים. קבוצה נוספת של מדענים ניתחה מדידות ספקטרליות שנאספו על ידי החללית מארס אקספרס אולם הם מצאו שהריכוז נמוך בהרבה, כשהטווח הוא בין אפס ל־35 חלקים למיליארד. והקבוצה השלישית של החוקרים בראשות ולדימיר קרסנופולסקי מדדו באמצעות הטלסקופ הקנדי־צרפתי בהוואי ממוצע פלנטרי של כ־10 חלקים למיליארד, כשבשל רזולוצית אות ומרחב נמוכות לא התאפשר להם לקבוע האם יש שינויים בריכוז באזורים השונים שעל פני מאדים.
נוכחתו של גז המתאן באטמוספירה של מאדים מסקרנת מאוד היות שגז זה אינו יציב - מולקולת מתאן לא מתקיימת יותר מכמה מאות שנים, מה עוד שקרינה על־סגולה מפרקת את הגז בהיעדר שכבת אוזון על פני מאדים. אם הדבר נכון, הוא מצביע על כך שצריך להיות (או שהיה צריך להיות במאות השנים האחרונות) מקור לגז זה על כוכב הלכת. פעילות וולקנית, התנגשויות שביטים, וקיום חיים בצורת מיקרואורגניזמים כגון מתאנוגנים עשויים להיות המקור לכך, אך אלו עדיין לא נמצאו. ב־21 בספטמבר 2013 דווח כי החללית קיוריוסיטי שבדקה נוכחות מתאן באמצעות ספקטרומטר לייזר הניתן לכוונון, באמצעותו ניתן לאתר אפילו ריכוזים נמוכים ביותר לא מצאה את החומר באטמוספירה של מאדים. לפי החוקרים של נאס"א, ניתן להסיק מהאנליזה הזו שנכון לתחילת העשור השלישי של המאה ה־21, אין במאדים חיידקים פולטי מתאן.
זוהר הקוטב

על מאדים התגלו תופעות של זוהר הקוטב בדומה לכדור הארץ. התופעה התגלתה ב־2004 תוך שימוש בספקטרומטר בתת־אדום ובעל־סגול של הגשושית מארס אקספרס. ציוד זה מאפשר לחקור את המבנה וההרכב של אטמוספירת מאדים. התברר שהזוהר מתרחש סמוך למקומות בהם ישנם שרידים של שדה מגנטי בסלעי הקרום. התגלו 9 פליטת חדשות של זהירה זו, מה שאיפשר מיפוי של זהירת מאדים. המיקום הגאוגרפי של התופעה בכוכבי הלכת האחרים בהם היא זוהתה מתוחם לאזור הקטבים, כמו על כדור הארץ. על מאדים התופעה מתרחשת בכיסים של מגנטיות, מקומות בהם סלעי הקרום הם מגנטיים והפיזור שלהם הוא על כוכב הלכת כולו. הם נגרמים בשל התנגשות חלקיקים טעונים עם מולקולות באטמוספירה. מקורם של החלקיקים הוא מהשמש. עדיין לא ברור כיצד האלקטרונים מואצים למהירויות גבוהות עד כדי יצירת תופעת זהירה על מאדים. על כדור הארץ המולקולות הגורמות לזהירה באור הנראה הן של חמצן ושל חנקן שאינם נפוצים דיים על מאדים.
שינוי אקלימי

מבחינת השינוי האקלימי ארוך הטווח החוקרים נעזרים בצילומי הקרחונים ואלה מעלים את האפשרות ששינוי אקלימי כזה התרחש לפני 4.6 מיליון שנה. על פי אותה גישה, מאדים נמצא בתקופת מעבר בין תקופות קרח. בשל נטיית הציר, מאדים נמצא קרוב יותר לשמש, משקעי קרח (ice deposits) בקווי רוחב נמוכים, מתאדים ומשנים את פני הקרקע. שתי קבוצות חוקרים הגיעו למסקנה שהציר של מאדים מתנדנד במחזוריות על צירו. על פי חישוביה של קבוצה אחת הציר משתנה בין 15°–40° ועל פי חישוביה של הקבוצה השנייה הציר משתנה בזווית של °‏45. בכל מקרה, מדובר בתנודות משמעותיות והסיבה לכך היא שלמאדים אין ירח גדול כמו זה של כדור הארץ המייצב תנודתיות זו. התוצאה היא תנודות אקלימיות חזקות בטווחים של מיליוני שנים. ההערכה היא שלפני 5 מיליון שנים עבר מאדים שינוי זוויתי חזק, לחות שהייתה לכודה בקטבים הוסעה באמצעות רוחות לאזור קו המשווה והושקעה שם כשלג. היא יצרה ים קפוא ודפוסים של פעילות קרחונית באזור זה מהם נותרו רצועות עתיקות של קרח. מקומות נוספים עשירים בקרח נמצאו בעמקים מזרחית לאזור הלאס (Hellas) ובאגפים המערביים של קו המשווה על הרי הגעש תארסיס מונטס. זהו תהליך דומה לכיסוי המחזורי בשלג של הרי הרוקי בארצות הברית והקרחונים המצויים על הקילימנג'רו באפריקה ועל הרי האנדים בדרום אמריקה.
צפייה במאדים מכדור הארץ

משום שזמני ההקפה של מאדים וכדור הארץ סביב השמש מראים יחס הקרוב ל־2:1 ישנה מחזוריות בהופעותיו ומשך הזמן בו ניתן לצפות במאדים מכדור הארץ. זמן המחזור הסינודי של מאדים נמשך 780 יממות ארץ שהן 2.135 שנים (שנתיים וחודשיים). בזמן זה מרחקו המקסימלי של מאדים מכדור הארץ עשוי להגיע עד לפי 7 מן המינימלי (בעת ניגוד), בשל כך בהירותו הנראית משתנה מחיוורון של 1.8 עד לבהירות מרשימה של 2.9-, בסולם הבהירות של פוגסון, כאשר כדור הארץ ומאדים בקרבה מרבית.
ב־27 באוגוסט 2003 מאדים הגיע למרחק הקטן ביותר מן הארץ ב־60,000 השנים הקרובות - 55,758,006 ק"מ. על אף שרדיוסו של מאדים גדול פי שניים מזה של הירח, מרחקו המינימלי מכדור הארץ גדול ביותר מפי 100 מזה של הירח, כך שמאדים תמיד יראה קטן בהרבה מהירח לצופה מכדור הארץ (ולא כפי שטוענת מתיחת מאדים).
ב־29 בינואר 2010 מאדים היה שוב בניגוד וגם טלסקופים קטנים איפשרו להבחין בתווי פנים על מאדים, במיוחד בכיפות הקרח שלו. טלסקופים גדולים יותר איפשרו להבחין גם באזורים כגון ואליס מארינריס, והאולימפוס מונס.
ירחי מאדים

למאדים יש שני ירחים, פובוס ודימוס. שניהם קטנים ביחס לירח של כדור הארץ: קוטרו של פובוס הוא כ־22 ק"מ ושל דימוס 12 ק"מ. מקורם לא ידוע, אך השערה אחת היא שהם אסטרואידים שנלכדו. הם התגלו על ידי האסטרונום האמריקאי אסף הול בשנת 1877. הם נקראו על שם הדמויות מהמיתולוגיה היוונית פובוס (אל הפחד) ודימוס (אל הטרור והאימה) אשר ליוו את אביהם ארס (הגרסה היוונית של מרס, השם הלטיני של מאדים) בצאתו לקרב.
הירח פובוס
הירח דימוס,
לפי חישובי מסלול, דימוס מתרחק ממאדים, ואילו פובוס מתקרב אל מאדים, עד שכח הכבידה יפרקו.
מחקר רובוטי > תוכנית מארינר

במסגרת תוכנית מארינר האמריקאית שוגרו מספר זוגות של גשושיות מחקר אל עבר כוכבי הלכת הפנימיים במערכת השמש.
מארינר 3 שוגרה ב־5 בנובמבר 1964, אך שיגורה נכשל. מארינר 4 שוגרה ב־28 בנובמבר 1964, והגיעה למרחק מינימלי של 9,844 ק"מ ממאדים ב־14 ביולי 1965. החל ממרחק 16,900 ק"מ ועד שעברה את כוכב הלכת והתרחקה ל־11,900 ק"מ, צילמה תמונות כל 48 שניות, אותן אחסנה על סרט הקלטה ושידרה מאוחר יותר אל כדור הארץ.
מארינר 6 שוגרה ב־24 בפברואר 1969, והגיעה אל מאדים ב־31 ביולי. מארינר 7 שוגרה ב־27 במרץ אותה שנה, והגיעה אל מאדים ב־5 באוגוסט. הן טסו לאורך קו המשווה והקוטב הדרומי של מאדים, וניתחו את האטמוספירה והקרקע של מאדים בעזרת ציוד חישה מרחוק. שתי הגשושיות צילמו 143 תמונות בעת התקרבן אל כוכב הלכת, ו־55 תמונות תקריב. המרחק המינימלי ממאדים היה 3,550 ק"מ. בנוסף, צולם במשימה זו גם הירח פובוס.
מחקר רובוטי > תוכנית גשושי מארס

תוכנית גשושי מארס היא תוכנית סובייטית במסגרתה שוגרו מספר חלליות מחקר "מרס" לחקר מאדים בין השנים 1971 ל־1973.
מארס 2 שוגרה ב־19 במאי 1971, הגיעה למאדים לאחר כשישה חודשים, ונכנסה למסלול. ב־27 בנובמבר שחררה את רכב הנחיתה, אך הוא התרסק על הקרקע לאחר שרקטות הבלימה שלו לא פעלו. מארס 3 שוגרה ב־28 במאי אותה שנה, והגיעה ב־2 בדצמבר. רכב הנחיתה שלה נחת בהצלחה, אך הפסיק לפעול לאחר ששלח 20 שניות של צילום וידאו.
מארס 4 שוגרה ב־21 ביולי 1973, ומרס 5 שוגרה ארבעה ימים מאוחר יותר, ב־25 ביולי. מארס 4 לא הצליחה להיכנס למסלול סביב מאדים עקב תקלה במנוע הבלימה שלה. מארס 5 נכנסה למסלול בפברואר 1974, וצילמה 60 תמונות של פני מאדים לפני שכשלה.
מארס 6 שוגרה ב־5 באוגוסט 1973, וחלפה על פני מאדים במרץ 1974. היא שחררה רכב נחיתה, ששידר מידע אטמוספירי במשך 224 שניות, אך כשל לפני הגיעו אל הקרקע. מארס 7 שוגרה ב־9 באוגוסט אותה שנה. עקב תקלה, רכב הנחיתה שלה שוחרר ארבע שעות לפני הזמן, וכתוצאה מכך הוא החטיא את הכוכב ב־1,300 ק"מ.
מחקר רובוטי > תוכנית גשושי מארס > מארס 96

חללית מחקר רוסית מרס 96 שוגרה ב־16 בנובמבר 1996, אך שיגורה נכשל והיא נפלה חזרה אל כדור הארץ. מרבית המשימות הרוסיות לחקר מאדים נכשלו בדרך זו או אחרת.
מחקר רובוטי > ויקינג

תוכנית ויקינג האמריקאית כללה שתי משימות מחקר שהורכבו מלוויין צילום ורכב נחיתה כל אחת.
ויקינג 1 שוגרה ב־20 באוגוסט 1975, הגיעה אל מאדים ב־19 ביוני 1976, ושחררה את רכב הנחיתה ב־20 ביולי 1976. היא ביצעה גם סריקות של פני השטח וצילומים מגובה כמה מאות קילומטרים. באחת הסריקות צולמו באזור הנקרא סידוניה מבנים שנראו כמו שלוש פירמידות ומה שנראה כפנים אנושיים במרכזן (הפנים במאדים).
ויקינג 2 שוגרה ב־9 בספטמבר 1975, הגיעה אל מאדים ב־7 באוגוסט 1976, ושחררה את רכב הנחיתה ב־3 בספטמבר 1976.
מחקר רובוטי > מרס אובזרבר

מרס אובזרבר הייתה חללית מחקר אמריקאית ששוגרה ב־25 בספטמבר 1992. החללית הייתה אמורה להיכנס למסלול סביב מאדים, אך הקשר עמה אבד זמן קצר לפני מועד ההגעה המתוכנן.
מחקר רובוטי > מרס גלובל סורבייר

לוויין צילום וחישה מרחוק בשם מרס גלובל סורבייר שוגר בנובמבר 1996 והגיע אל מאדים ב־12 בדצמבר 1997, מאז סיפק מידע מדעי רב. הקשר עם הלוויין אבד ב־2 בנובמבר 2006.
מחקר רובוטי > פאת'פיינדר

פאת'פיינדר הייתה גשושית שנשאה רכב מחקר קטן (באורך של כ־50 ס"מ), ונחתה על מאדים ב־4 ביולי 1997. בנחתת היו מכשירים למדידת האטמוספירה של מאדים, ורכב המחקר נשא מכשירים לבדיקת ההרכב הכימי של סלעים. הקשר עם החללית אבד לאחר מספר חודשי פעולה על קרקע מאדים, הרבה יותר מ־30 הימים שתוכננו מלכתחילה.
מחקר רובוטי > מרס סרוויור 98

במסגרת תוכנית מרס סרוויור 98 שוגרו שתי גשושיות לחקר מאדים:
מחקר רובוטי > מרס סרוויור 98 > נחתת הקוטב של מאדים

נחתת הקוטב של מאדים (Mars Polar Lander) שוגרה ב־3 בינואר 1999, אך עקבותיה אבדו ב־3 בדצמבר 1999. ככל הנראה הנחתת התרסקה בעת הנחיתה.
מחקר רובוטי > מרס סרוויור 98 > מקפת האקלים של מאדים

שוגרה ב־11 בדצמבר 1998 כדי לחקור את האקלים על מאדים אך הקשר עמה אבד ב־23 בספטמבר 1999.
מחקר רובוטי > מארס אקספרס

מארס אקספרס היה לוויין המחקר האירופי אשר שוגר ב־2 ביוני 2003, ונכנס למסלול סביב מאדים ב־25 בדצמבר 2003. חללית זו נשאה איתה את הנחתת הבריטית ביגל 2, שנקראה על שם ספינתו של צ'ארלס דרווין, "ביגל". הנחתת אבדה כאשר חדרה לאטמוספירת מאדים.
מחקר רובוטי > רכבי המחקר ספיריט ואופורטיוניטי

ב־3 בינואר 2004 נחת במכתש גוסב במאדים רכב השטח הרובוטי ספיריט, וב־25 בינואר 2004 נחת התאום שלו, אופורטוניטי, במישור מרידיאני בצידו השני של כוכב הלכת. שני הרכבים מצוידים בכלי לשיוף סלעים ובמגוון מכשירי מדידה, לרבות מצלמת זום חזקה וספקטרומטר מוסבאואר לגילוי ההרכב הכימי של הסלעים והאדמה.
ב־2 במרץ 2004 הודיעה נאס"א במסיבת עיתונאים כי אופורטיונטי גילה עדויות חד משמעיות לקיומם של מים בעבר על פני כוכב הלכת. פירוש הדבר, שהטמפרטורות ולחץ האוויר היו גבוהים בהרבה מאשר אלו השוררים במאדים במאה ה־21, ולפיכך היו יכולים להיווצר עליו חיים. אין עדויות לקיום חיים, ומכשירי החללית גם לא יכולים לגלות אם היו חיים בעבר. לפיכך יש מבין המדענים השותפים בפרויקט כאלו הדורשים שיגור חללית למאדים שתחפור ותביא דוגמאות סלעים לכדור הארץ.
שלושה ימים אחר כך, ב־5 במרץ 2004, הודיעה נאס"א במסיבת עיתונאים נוספת כי גם ספיריט, הרכב התאום של אופורטיוניטי, הפועל במכתש גוסב, מרחק חצי מאדים, בצידו השני של קו המשווה, מצא עדויות למים, אף כי גם אם היו שם מים בעבר, כמותם הייתה קטנה מזו שהיו באזור שבו פועל אופורטיוניטי.
שני רכבי החלל, שהיו מיועדים לפעול חודשים ספורים, פעלו שנים מעבר למצופה. אופורטיוניטי המשיך לנוע, לחקור ממצאים שונים (ראו מכתשים ויקטוריה, ווסטוק, ואיגל), ולשדר נתונים לכדור הארץ ביוני 2018 נכנס אופורטוניטי למצב תרדמת לאחר סופת אבק גלובלית שנמשכה שבועות על מאדים וכיסתה את הלוחות הסולארים של הרובר. הניסיונות לחידוש הקשר עם הרובר נכשלו וב-13 בפברואר 2019 הודיעה נאס"א על סיומה של משימת אופורטוניטי. הרכב התאום שלו, ספיריט, הפסיק לשדר נתונים לכדור הארץ בתאריך 22 במרץ 2010, ככל הנראה עקב תנאי החורף הקשים במאדים. ב־24 במאי 2011 הודיעה נאס"א על הפסקת הניסיונות ליצור קשר עם ספיריט.
מחקר רובוטי > מקפת לסקר מאדים

מקפת לסקר מאדים (Mars Reconnaissance Orbiter) היא חללית מחקר של נאס"א ששוגרה באוגוסט 2005 על מנת לחקור את פני מאדים. לחללית ארבע משימות עיקריות:
זיהוי סימנים למים. זאת הן באמצעות זיהוי מינרלים המעידים על הימצאות מים בעבר, והן באמצעות רדאר שיזהה קיום מים תת־קרקעיים בהווה. מטרה זו אמורה לסייע בפתרון השאלה אם מאדים קיים אי פעם חיים.
אפיון אקלים מאדים. זאת על ידי חקירת תנועת האבק ואדי המים באטמוספירת מאדים, והשפעתם על האקלים לאורך עונות השנה.
אפיון הגאולוגיה של מאדים. זאת על ידי מצלמות בעלות יכולת הפרדה גבוהה, שיצלמו מבנים גאולוגיים על פני מאדים, שיאפשרו לחוקרים לזהות את התהליכים שעיצבו את פני מאדים.
הכנה לקראת מחקר מאויש. מצלמות החללית מאפשרות לצלם סלעים בגודל עד מטר אחד. זה יאפשר למתכנני משימה מאוישת לדעת הן מהם המקומות החשובים ביותר מבחינה מדעית לנחות בהם, והן מה הם המקומות הבטוחים ביותר.
MRO נכנסה למסלול סביב מאדים ב־10 במרץ 2006 ומאז משדרת צילומי מאדים אל כדור הארץ.
בצילומים שהגיעו נמצאו עדויות להתפרצויות וולקניות, שיטפונות אדירים ופני שטח מצולקים מפגיעות מטאוריטים אולם התגלית החדשה החשובה היא גילוי שכבות משקע המעידות על מחזוריות אקלימית על הכוכב הנובעת מהטיית ציר הכוכב.
מחקר רובוטי > פיניקס

הגשושית פיניקס שוגרה ב־4 באוגוסט 2007 ונחתה בשלום על פני הקרקע בסביבת הקוטב הצפוני של מאדים ב־25 במאי 2008. מטרתה העיקרית של המשימה היא חקירת הקרח במאדים והתנאים בהם הוא מפשיר.
במהלך חודש אוגוסט 2008 בדיקות מעבדה שנערכו על סיפונה הוכיחו סופית כי קיימים מים בדגימת עפר ממאדים. בחודש ספטמבר נתגלה סידן פחמתי, תוצר של אינטראקציה בין מינרלים לנוזלים. הפניקס תיעדה גם מערבולות על מאדים וצילמה שלג יורד על פני כוכב הלכת האדמדם.
נאס"א הכריזה רשמית על סיום המשימה במאי 2010, לאחר שצילומים של הגשושית שצולמו על ידי המקפת לסקר מאדים הראו נזק משמעותי לאחד מקולטי השמש שלה, ולא ניתן היה ליצור איתה קשר.