Mars

Mars (symboli: ) on Maan naapuriplaneetta ja aurinkokunnan neljäs planeetta Auringosta laskettuna. Planeetta on nimetty roomalaisessa mytologiassa esiintyvän sodanjumala Marsin mukaan. Punertavan Marsin läpimitta on noin puolet Maan läpimitasta, ja se on ihmiselle elinkelvoton. Marsissa on höyrynä, nesteenä ja jäänä esiintyvää vettä sekä hyvin ohut kaasukehä, josta suurin osa on hiilidioksidia ja loput pääasiassa typpeä. Kaasukehän ohuus johtuu Marsin pienestä painovoimasta. Mars on lisäksi niin kylmä, että sen kaasukehän hiilidioksidi tiivistyy siellä aika ajoin napalakkeihin. Marsilla on myös kaksi pientä kuuta, Phobos ja Deimos.
Marsissa ei tunneta olevan elämää. Muinoin Marsin tulivuorien kaasusta sinne oli syntynyt tiheä kaasukehä, ja silloin Marsissa oli laajoja meriä. Nykyisen Marsin pinta muistuttaa Maan aavikoita ja Kuuta. Marsissa on kraattereita, syviä laaksoja, kuivuneita joenuomia ja hiekkadyynejä, pilviä ja napalakkeja. Marsia on tutkittu monilla miehittämättömillä avaruusluotaimilla. Myös toistaiseksi toteuttamaton miehitetty Mars-lento on yleinen suunnittelun aihe.
Historia.
Varhaiset havainnot.
Jo varhain huomattiin Marsin olevan yksi taivaan planeetoista. Ensimmäisenä tämän havainnon tekivät tiettävästi muinaiset egyptiläiset. Marsista tehtiin kaukoputkella havaintoja jo 1600-luvulla, jolloin Christian Huygens näki planeetan pinnalla myöhemmin Syrtis Majoriksi ristityn tumman alueen.
Giacomo Maraldi huomasi planeetan pyörivän 1600-luvun lopulla ja 1700-luvun alussa, nähden myös napalakit. Maraldi ei ollut varma, olivatko planeetan tummat piirteet osa planeetan pintaa, vai pilvimuodostelmia. Napalakit näki myös William Herschel, joka mittasi planeetan läpimitan suunnilleen oikein. Herschel sai myös selville planeetan pyörähdysajan ja huomasi planeetan akselin kallistuman ja päätteli, että Marsissa on vuodenajat.
Ensimmäisiä kohtuullisen tarkkoja karttoja piirrettiin vasta 1800-luvun lopulla. Johann Hieronymus Schröter piirsi Marsin kuvan 1700-luvun lopulla ja näki planeetan napalakit ja joitakin pinnan piirteitä. Hänen mielestään planeetan tummat piirteet olivat pilviä. Flaugergues päätteli 1700-luvun lopulla ja 1800-luvun alussa näkevänsä Marsin kiinteän pinnan. 1800-luvulla Fraunhofer alkoi rakentaa aikaisempia huomattavasti tarkempia suurehkoja akromaattisella linssillä varustettuja kaukoputkia.
Beer ja Mädler varmistivat 1830-luvulla, etteivät Marsin piirteet ole pilviä, ja koettivat määrittää joidenkin piirteiden pituusasteita sekä mitata pinnan muotoja hiusristikoilla. He totesivat myös Marsin eteläisen napalakin vuodenaikavaihtelut ja huomasivat Marsin napalakkien olevan eri kokoiset. He mittasivat melko tarkoin planeetan pyörähdysajan.
Vuonna 1877 Asaph Hall löysi Marsin kuut Phoboksen ja Deimoksen, ja samana vuonna italialainen tähtitieteilijä Giovanni Schiaparelli väitti nähneensä kanavia Marsin pinnalla. Marsin kanavista väiteltiin kiivaasti noin 25 vuotta, ja vuoden 1909 oppositiosta tehdyt tarkat havainnot todistivat, että kanavia ei ollut. Ne olivat optisia harhoja, jotka näkyivät vain kohtalaisen epätarkoilla teleskoopeilla.
Vesihöyryä ja happea etsittiin 1900-luvun alun tienoilla Marsin kaasukehästä, mutta niitä ei löydetty. 1910–1930 vahvistettiin kanavaintoilija Percival Lowellin havainnot Marsin tummien alueiden vuodenaikavaeltelusta. Havaittiin pilviä, joista osan arveltiin aivan oikein liittyvän pinnan korkeuseroihin. Kiisteltiin siitä olivatko Marsin napalakit hiilidioksidijäätä vai vesijäätä. Ilmanpaineeksi arveltiin pilvihavaintojen pohjalta noin 85 millibaaria. 1920 ryhmä tiedemiehiä mittasi termoparilla Marsin lämpötilan, joka oli mittausten mukaan alueesta riippuen −70…+30 °C. Noin 1910–1960 spekuloitiin, että Marsin tummat alueet olisivat kasvillisuutta, joissa tapahtuu vuodenaikavaihteluja.
Vuonna 1947 tähtitieteilijä Gerard Kuiper löysi Marsin kaasukehästä hiilidioksidia. Hän ei kuitenkaan uskonut napalakkien koostuvan hiilidioksidijäästä. Vuonna 1950 uskottiin Marsin kaasukehän sisältävän enimmäkseen typpeä ja vähemmän hiilidioksidia. Samana vuonna Tombaugh, Öpik ja Ralph B. Baldwin väittivät että Marsissa on lukuisia kraattereita niin kuin Kuussa. Kuiper väitti 1956 Marsin tummien, muuttuvien alueiden olevan pölyn peittämiä laavakenttiä. Samaan tulokseen tuli venäläinen V. V. Šaranov. Samoihin aikoihin McLaughlin väitti Marsin olevan vulkaanisesti aktiivinen, ajatus jota monet muut vastustivat.
Vuonna 1963 Audouin Dollfus ryhmineen valokuvasi korkealta vuorelta Marsin infrapunaspektrin. Tästä pääteltiin Marsin sisältävän hyvin niukasti vettä, ja hiilidioksidin osapaineen olevan 4,2 millibaaria. Tämän mukaan Marsin kaasukehän paine on alle 25 millibaaria, ja Mars on kuivempi kuin mikään Maan aavikko. Aikaisemmin oletettiin Marsin kaasukehän paineeksi 85 millibaaria. Vuonna 1965 amerikkalainen avaruusluotain Mariner 4 lensi Marsin ohi ja aloitti uuden ajan Marsin tutkimuksessa. Se paljasti Marsin kraatterit ja mittasi planeetan kaasukehän olevan hyvin ohuen.
NASAn vuoden 2015 syyskuussa julkistamien tutkimusten perusteella Marsin pinnalla saattaa olla juoksevaa vettä kidevedellisten perkloraattiyhdisteiden (kuten NaClO4 ja Mg(ClO4)2) muodossa.
Avaruusluotaimet.
Marsia on lähestytty miehittämättömin lennoin jo vuodesta 1960. Amerikkalainen Mariner 4 ohitti Marsin 15. heinäkuuta 1965 lähettäen sieltä ensimmäiset kuvat Marsin kraattereista. Marsiin lähetettiin 1960-luvun lopulla ohilentoluotaimet Mariner 6 ja 7, jotka lähettivät sieltä lisää kuvia. Amerikkalainen menestyksekäs Mariner 9 kartoitti Marsin pinnan vuonna 1971. Samoihin aikoihin Neuvostoliiton Mars 2 -laskeutujasta tuli ensimmäinen Marsin pinnalle laskeutunut ihmisen tekemä laite, vaikkakin pehmeä laskeutuminen ei onnistunut suunnitellusti ja laskeutuja tuhoutui. Mars 3 -laskeutuja koki saman kohtalon. Vuonna 1976 tapahtui ensimmäinen suunnitellusti onnistunut laskeutuminen Marsin pinnalle amerikkalaisella Viking-luotaimella.
Vuodenvaihteessa 2003–2004 Maa ja Mars osuivat radoillaan lähes ihanteelliselle tasolle, jolloin luotainten lähettäminen oli edullista. Tämän takia useita luotaimia lähetettiin matkaan lyhyessä ajassa. Japanilainen "Nozomi" jäi jo matkalle. Sillä oli vaikeuksia lähdöstä alkaen, ja lopulta yhteys siihen menetettiin hiukan ennen sen pääsyä perille. ESAn "Mars Express" -luotain kuljetti mukanaan laskeutujan, joka oli nimetty "Beagle 2:ksi" Charles Darwinin "HMS Beagle" -laivan mukaan. Luotain asettui onnistuneesti napojen kautta kiertävälle radalleen, mutta katosi. Beagle 2:n kohtalo on toistaiseksi täysin tuntematon. Nasa puolestaan rakensi varmuuden vuoksi kaksi lähes identtistä laskeutujaa: "Spiritin" ja "Opportunityn" (suom. ”Henki” ja ”Mahdollisuus”). Ne osoittautuivat menestyksiksi, ja molemmat luotaimet ovat lähettäneet runsaasti kuvamateriaalia ja tutkimustietoa. "Spirit" lähetti viimeiset signaalinsa vuonna 2010. NASA julisti Opportunityn virallisesti "kuolleeksi" ja sen tehtävän päättyneeksi 13. helmikuuta 2019. Luotain joutui kesäkuussa 2018 kovaan pölymyrskyyn, jonka jälkeen siihen ei enää saatu lukuisista yrityksistä huolimatta yhteyttä. Viimeisen viestinsä Maahan luotain lähetti 10.6.2018. 
Uusin merkittävä Mars-laskeutuja on 26. marraskuuta 2011 matkaan Mars Science Laboratoryn mukana laukaistu "Curiosity". Curiosityn on tarkoituksena tutkia elämän mahdollisuutta planeetalla. Mönkijä laskeutui planeetan pinnalle 6. elokuuta 2012.
Intia ilmoitti itsenäisyyspäivänään 15. elokuuta 2012 aikovansa lähettää avaruusluotaimen Marsia kiertävälle radalle tutkimaan Marsin kaasukehää. "Mars Orbiter Mission" -ohjelman luotain suunnitellaan laukaistavan marraskuussa 2013 Intian avaruustutkimusjärjestön Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV) kantoraketilla.
Vuoteen 2019 mennessä suurin Marsiin laskeutunut hyötykuorma on 899 kg:n massainen MSL:n Curiosity-kulkija vuodelta 2012. Siitä mittalaitteita on noin 80 kg. Suurimman solittaisen sähköntuoton synnytti InSight-luotain vuonna 2018, 4588 Wh.
5. toukokuuta 2018 lähetettiin Marsiin yhdysvaltalainen InSight-laskeutuja, joka laskeutui Marsiin 26. marraskuuta 2018. InSight on kerännyt tietoa erityisesti Marsin pinnan alta. Se on mitannut kuivan ja pölyisen planeetan lämpötilaa ja tutkinut Marsin kuoren värähtelyjä laskeutumispaikkansa Elysium Planitian tasangon ympäristöstä. Aiemmat laitteet ovat tutkineet vain planeetan pintaa.
Kiina aikoo lähettää vuonna 2020 Pitkä marssi 5 -nimisen luotaimen Marsiin. Sen on tarkoitus laskeutua planeetan pinnalle ja mönkijällä tutkia sitä. Lento Marsiin kestää seitsemän kuukautta. Myös Yhdistyneet Arabiemiraatit aikoo Marsiin. Vuoden 2020 heinäkuussa lähetettävä Hope-luotain on ensimmäinen arabi -tai muslimivaltioiden hanke. Sen tavoitteena on tutkia syitä Marsin ilmakehän häviämiseen. Tutkimuksen toivotaan tuovan selkoa myös siihen, millaiset olot maapallon ilmakehässä vallitsivat miljoona vuotta sitten. Hope-luotaimen on määrä saapua Marsiin vuonna 2021 juhlistamaan Arabiemiraattien 50-vuotispäivää.
Fyysiset ominaisuudet.
Pinta ja geologia.
Kaukoputkella katsoen Marsissa näkyy tummempia ja vaaleampia alueita (mantereet ja meret, "mare") sekä napalakit, joiden koko vaihtelee vuodenajan mukaan huomattavasti. Tunnetuin Maasta näkyvä pinnanmuoto on tumma Syrtis Major, joka lienee tulivuoren sinkoamaa tummaa ainesta. Mars muistuttaa pinnanmuodoiltaan osaksi Kuuta, osaksi Maata. Pohjoisella pallonpuoliskolla on enimmäkseen vaaleita entisiä merenpohjia. Suurta osaa Marsin eteläisestä pallonpuoliskosta peittävät kraatterit, mutta muitakin pinnanmuotoja on.
Marsille ominainen punainen väri tulee sen pintahiekan rautaoksidista. Marsin pinnasta on Viking-luotaimen mittausten perusteella noin 13 % rautaa, 21 % piitä ja lisäksi muun muassa rikkiä yli kymmenkertainen määrä Maahan verrattuna. Tuulet nostavat marsperän punaista pölyä korkealle ilmakehään, joten Marsin taivaskin näyttää punaiselta varsinkin taivaanrannan läheisyydessä.
Avaruusluotaimet ovat löytäneet Marsin pinnalta valtavia tulivuoria, joista korkein on Tharsiksen ylängön Olympus Mons ja laajin Alba Patera. Siitä itään on yli 4 000 km pitkä, 200 km leveä ja paikoin yli 9 km syvä repeämälaakso Valles Marineris. Hellas ja Argyre ovat suuria muinaisia törmäyskraattereita.
Planeetan pinnalla on joskus virrannut vettä. Niin sanotuilla kaoottisilla alueilla on tapahtunut ikiroudan sulamista. Virtaavan veden jättämiä muinaisia jokiuomia on löydetty monista paikoista, myös merkkejä muinaisista rantaviivoista. Joissakin kraattereissa näkyy pölyn peittämiä jäätiköitä. Eräs alue muistuttaa pölyn peittämää jäätynyttä merta. Joissakin kraatterien syntymäpaikoissa ympäristön aine on roiskunut kuin muta, ei niin kuin kuiva aines. Arvioidaan, että Marsin vesi on liian suolaista ainakin Maassa tavattaville mikrobeille. Toisaalta Atacaman autiomaan syanobakteeripopulaatio elää lähes vastaavissa olosuhteissa.
Monet Marsin pinnanmuodot viittaavat siihen, että pinta ei ole monin paikoin paljonkaan uusiutunut planeetan syntymän jälkeen. Aikoinaan luultiin, että Marsin pinta olisi tasainen, mutta luotainten mukaan pinnan korkeusvaihtelu on 31 km. Jos otetaan huomioon planeettojen säteet, Mars on kolme kertaa ”karkeampi” kuin Maa, jonka korkeusvaihtelut ovat vain noin 20 km.
Marsin nollakorkeus määritellään keskimääräiseksi 6,105 mbar painepinnaksi. Painepinnan yläpuolella on 67 prosenttia Marsin pinnasta, alapuolella 33 prosenttia.
Mars Odyssey -luotaimen ottamista kuvista on löytynyt seitsemän luolan kaltaista muodostelmaa. Nämä luolat näyttävät noin 70–95 metriä syviltä.
Napalakit.
Marsissa on kilometrien paksuiset pohjoinen ja eteläinen napalakki, joiden nykyään uskotaan koostuvan enimmäkseen vesijäästä, jonka pinnassa ja seassakin on hiilidioksidijäätä. Pohjoinen napalakki, jonka koko on suunnilleen vakio, ulottuu leveysasteelle 70 ja eteläinen napalakki laajimmillaan leveysasteelle 60. Marsin pohjoista napalakkia ympäröivät tummat dyynialueet.
Napalakkien ympärillä ja päällä on myöhäiskesästä tai syksystä talveen napahuntu, joka on pilveä tai sumua. Se paksunee ajan mittaan ja tiivistyy suunnilleen hunnun kohdalla napalakiksi.
Enimmäkseen vesijäästä koostuvat, mutta hiilidioksidijään peittämät napalakit ovat muodoiltaan spiraalimaisia ja monesta kerrostumasta koostuvia. Molemmista on ainakin yksi ulospäin vievä suuri kanjoni. Kerrostumissa vaihtelevat tumman pölyn kerrostumat ja vaaleammat jääkerrokset. Ainakin pohjoisesta napalakista osa on vesijäätä, jonka paksuus on muutamia kilometrejä. Napalakin kanjonien spiraalimuodon on ehkä synnyttänyt tuulieroosio tai sulamis-jäätymisprosessi. Napalakit eivät ole tutkalla tehtyjen mittausten mukaan painaneet Marsin pintaa alas niin kuin Maassa. Marsin napalakkien vesimäärä ei riitä selittämään sen pinnalla joskus lainehtineen veden määrää, joka on päätelty rantaviivoista ja muusta.
Kylminä talvikuukausina 25 prosenttia Marsin kaasukehän hiilidioksidista tiivistyy napalakkiin, joko pohjoiseen tai eteläiseen vuorollaan. Suurin osa Marsin vedestä lienee ikiroutana maaperän pintakerroksessa. Marsissa hiilidioksidi tiivistyy ajoittain kuuraksi. Monissa napalakkien ulkopuolisissa kraattereissa havaitaan varjopaikoissa hiilidioksidijäätä.
Kaasukehä.
Ensimmäiset havainnot Marsin kaasukehästä teki jo vuonna 1783 William Herschel, kun hän päätteli näkemiensä muutosten Marsin pinnalla johtuvan kaasujen ja pilvien liikkeistä.
Marsin kaasukehän paine on noin 6 millibaaria, mutta se vaihtelee suuresti paikan ja vuodenajan mukaan. Ylempänä Marsin 95,32-prosenttisesti hiilidioksidista, typestä ja argonista koostuva ”ilma” on harvempaa, alangoilla huomattavasti tiheämpää. Ilmanpaine vaihtelee vuodenajan mukaan muun muassa sen takia, että osa hiilidioksidikaasukehästä sitoutuu talvella napalakkiin.
Marsin kaasukehässä on noin yhdeksän kertaa enemmän hiilidioksidia kuin Maan kaasukehässä. Vesihöyryä kaasukehässä on 0,03 %.
Marsin pinnan keskilämpötila on −55 °C, Maassa se on noin 15 °C. Navoilla lämpötila voi pudota yöllä −133 °C:seen, päiväntasaajalla nousta jopa +20…+25 °C:seen. Lämpötilan vuorokausivaihtelu on yli 50 astetta. Marsin sään vaihtelut ovat huomattavasti säännöllisempiä kuin Maassa.
Marsin kaasukehässä on hyvin pieniä määriä vesihöyryä. Napalakeissa ja ikiroudassa on suuret vesivarastot. Marsissa esiintyy valkoisia hiilidioksidi- ja vesijäästä koostuvia kidepilviä. Vesijääpilvet leijuvat noin 10 km:n korkeudessa ja hiilidioksidijääpilvet noin 50 km:n korkeudessa. Marsin ylempi kaasukehä ulottuu erään arvion mukaan noin 300 km:n korkeuteen. Tornadoa hieman muistuttavat pölypyörteet ovat Marsissa tavallisia. Suurempia pölymyrskyjä on, ja joskus ne peittävät koko planeetan pinnan näkyvistä.
Koska suojaavaa magneettikenttää ei ole, kaasukehää haihtuu avaruuteen aurinkotuulen mukana jatkuvasti, noin 100 grammaa sekunnissa.
Muinaisolot ja elämän mahdollisuus.
Oletetaan, että muinoin Marsin pohjoisosia on peittänyt paikoitellen jopa kilometrin syvyinen valtameri. Marsissa on mahdollisesti ollut tiheä kaasukehä noin 4 miljardia vuotta sitten 500 miljoonan vuoden ajan. Nykyisin Mars on kuitenkin tuntemallemme elämälle keskimäärin liian kylmä ja Marsin kaasukehä on liian ohut. Planeetan menneisyydessä on tosin ollut jaksoja, jolloin tulivuoret ovat purkaneet kaasukehään kaasuja ja se on ollut paksumpi. Ei kuitenkaan osata sanoa, kuinka pitkiä nämä ajanjaksot ovat olleet, ja elämän kehitys puolestaan vie pitkän aikaa. Mars on terrestrinen planeetta, mutta pieni. Merkittävää auringon hiukkassäteilyltä suojaavaa magneettikenttää ei ole ytimen jäähdyttyä, mutta tiettyjen alueiden ympäriltä löydetyt heikot magneettikentät voivat olla jäänne entisestä, koko planeetan kattaneesta kentästä. Marsin vaipassa ei tapahdu enää riittävästi laattatektoniikkaa tuottavia virtauksia. Marsissa ei ole myöskään ultraviolettisäteilyltä suojaavaa otsonikerrosta. 
Vielä 1960-luvulla uskottiin, että Marsissa voisi olla elämää, sillä kaasukehää pidettiin melko paksuna ja pinnalla havaittiin vuodenaikavaihteluita. Myöhemmin ne ovat paljastuneet tumman ja vaalean pölyn liikkeeksi planeetan vuodenajan mukaan muuttuvien tuulten mukana. 1800-luvun lopuilla ja aivan 1900-luvun alussa Marsin pinnassa nähtiin kanavia, jotka sittemmin paljastuivat ihmissilmän taipumukseksi yhdistellä pistemäisiä tummia kohtia. Kanavakarttoja laativat italialainen Giovanni Schiaparelli ja amerikkalainen Percival Lowell. Näiden kanavien uskottiin olevan marsilaisten rakentamia. Usko kanaviin hiipui jo 1910-luvulla. Marsia tutkineet luotaimet ovat kyllä löytäneet pienempiä mahdollisesti veden tai jään muovaamia joenpohjia ja järvenrantoja. Vaikka eräistä Viking-luotainten tekemistä maaperäanalyyseistä kiisteltiin aikanaan, Marsista ei ole löydetty elämää.
On arveltu, että Marsin kaasukehässä oleva pieni määrä metaania olisi seurausta mikroskooppisista elämänmuodoista planeetan kuoren alla. 19. syyskuuta 2013 julkaistiin Curiosity-mönkijän havaintoihin perustuva tutkimustulos, jonka mukaan metaania olisi kaasukehässä vain murto-osa aiemmin Maasta tai avaruudesta käsin tehtyihin havaintoihin verrattuna. Tutkimustulos vähentää mikroskooppisen elämän mahdollisuutta planeetalla, vaikkei sulje sitä kokonaan pois.
Havaitseminen.
Mars näkyy parhaiten sen ollessa lähimpänä Maata eli oppositiossa. Opposition tienoilla kannattaa havaita Marsia. Koska Marsin rata on varsin soikea, oppositioetäisyydet Maan ja Marsin välillä vaihtelevat. Marsin ollessa lähellä Aurinkoa oppositiota sanotaan perihelioppositioksi. Perihelioppositio, missä Mars on lähellä maapalloa, ei ole kovin yleinen. Läheiset Marsin oppositiot toistuvat kerran 15–17 vuodessa heinä-syyskuussa. Lähioppositioissa näkyy Marsin piirteitä pienilläkin kaukoputkilla. 27. elokuuta 2003 kello 9.51.13 UTC Mars oli 60 000 vuoteen lähimpänä, 55 758 006 km:n (0,37271 AU:n) päässä Maasta. Suomesta katsottuna perihelioppositiot ovat kuitenkin epäedullisia, koska Mars on silloin Suomesta katsottuna hyvin matalalla horisontissa Jousimiehen tähdistön suunnalla. Suomessa parhaimpia ovatkin perihelioppositiota seuraavat oppositiot, jolloin planeetta nousee korkeammalle taivaalle. Edellinen Marsin oppositio oli 29. tammikuuta 2010, ja seuraava oppositio oli 3. maaliskuuta 2012 (aphelioppositio). Maata sisempänä kiertävä planeetta Merkurius on joskus peittänyt kaukana Auringon toisella puolella olevan Marsin.
Mars näyttää Maasta katsottuna paljain silmin kirkkaalta tähdeltä. Kun sitä katsoo suurella kaukoputkella, siinä näkyy tummempia ja vaaleampia alueita, ”mantereita” ja ”meriä”, joiden nykyään tiedetään olevan erivärisiä pintamaalajeja. Maahan näkyvät myös kooltaan vaihtelevat pohjoinen ja eteläinen napalakki, keltaisia pölymyrskyjä ja valkeita pilviä. Tunnetuin Marsin tumma alue on Syrtis Major, joka erottuu melko hyvin pienehkölläkin kaukoputkella. Normaalikokoisella kaukoputkella Marsin kraatterit eivät näy, vaaleaa Hellasta lukuun ottamatta.
Topografinen kartta.
Marsista on laadittu karttoja 1800-luvun lopulta lähtien. Varhaisissa kartoissa näkyy tummia ja vaaleita alueita. 
1800-luvun lopulla ja 1900-luvun alussa Marsista laativat kaukoputkihavaintojen perusteella karttoja muun muassa Green, J. N. Lockyear, Giovanni Schiaparelli, Earl Charles Slipher, Percival Lowell ja Eugène Antoniadi. Eräässä vaiheessa oltiin näkevinään kanavia Marsin pinnalla. Nykyiset kartat perustuvat avaruusluotainten ottamiin kuviin. Ensimmäisen laajan Marsin kartoituksen teki amerikkalaisen Marsia kiertänyt Mariner 9. Sitä seurasivat Viking 1 ja Viking 2. Tulevia luotainlentoja varten ja tiedon saamiseksi on tarvetta kartoittaa Marsia yhä tarkemmin. Nykyään Marsia kartoittaa Euroopan Mars Express.
Kuut.
Marsilla on kaksi kuuta, Phobos (Pelko) ja Deimos (Kauhu). Molemmat ovat Maan kuuhun ja emoplaneettaansa verrattuna erittäin pieniä: Phobos on halkaisijaltaan 22,2 kilometriä, Deimos 12,4 kilometriä.
Mars on mahdollisesti kaapannut kuut läheisestä asteroidivyöhykkeestä, sillä ne ovat asteroidien näköisiä, kokoisia ja niiden koostumuskin on miltei sama kuin kiviasteroideilla. On myös esitetty kuiden saaneen alkunsa, kun Marsiin on törmännyt yksi tai useampi kappale nostattaen kiertoradalle suuret määrät materiaalia, joka kasaantui muodostaen Phoboksen ja Deimoksen.
Asaph Hall löysi molemmat kiertolaiset vuonna 1877. Ne on nimetty kreikkalaisen mytologian Ares-jumalan poikien mukaan.
Meteoriitit.
Jotkut meteoriitit sisältävät ainetta Marsista. Kun Marsiin on törmännyt iso kappale, osa törmäyksessä syntyneistä törmääjän ja Marsin sirpaleista on saavuttanut niin suuren nopeuden, että ne ovat kyenneet karkaamaan Marsin vetovoimakentästä. Tämän jälkeen sirpale on törmännyt Maahan meteoriittina. Tunnetuin Mars-peräinen meteoriitti on ALH 84001.
Miehitetty Mars-lento ja Marsin asuttaminen.
Miehitetyistä Mars-lennoista ja Marsin asuttamisesta on tehty erilaisia suunnitelmia. 
On esitetty myös, että Marsia voitaisiin jopa maankaltaistaa, koska planeetalla on jäätynyttä vettä ja kaasukehääkin jonkin verran. Siihen tarvittaisiin muun muassa kaasukehän paineen nostamista yli satakertaiseksi, myrkyllisen hiilidioksidin poistamista sekä happi–typpi-seoksen lisäämistä esimerkiksi vapauttamalla niitä maaperästä ja jäästä; käytännössä ilmäkehän luomista ja sen suojaamista aurinkotuulelta. Maankaltaistamisen eettisyys on herättänyt tieteellistä keskustelua.
Nasa on pohtinut miehitettyä lentoa Marsiin jo 1950-luvulla, jolloin muun muassa Collier-lehti lobbasi avaruuslentojen puolesta monilla teemoilla. Mars-lennot olivat 1960-luvulla vaihtoehtona Apollo-ohjelmalle siltä varalta, että neuvostoliittolaiset olisivat ehtineet Kuuhun ennen yhdysvaltalaisia. Mars-lennot olivat myös 1980-luvun lopulla osana Space Exploration Initiative (SEI) -hanketta ja vuodesta 2004 Moon to Mars -ohjelmassa. Kuten 1980-luvun lopun suunnitelmassa, miehitetty Mars-lento toteutunee aikaisintaan vuonna 2030.
Neuvostoliitto osoitti 1980-luvulla suurta kiinnostusta Marsia kohtaan (esimerkiksi Phobos-luotaimet, Mars-96).
Euroopan avaruusjärjestön Aurora-ohjelma varsinkin alkuvaiheessa sisälsi panostusta miehitettyihin lentoihin mutta on sittemmin siirtynyt pääosin miehittämättömiin.
Hollantilainen Mars One -yhtiö suunnitteli valitsevansa vuoden 2014 aikana internetin kautta ilmoittautuneista vapaaehtoisista monikansallisen 40 ihmisen ryhmän monivuotiseen koulutukseen. Koulutukseen osallistuvista seulottaisiin 2 miestä ja 2 naista laukaistavaksi yksisuuntaiselle matkalle kohti Marsia syyskuussa 2022.
SpaceX-yritys kehittää Mars-lentoihin soveltuvaa avaruusalusta BFR:ää. Vuonna 2019 sen ensimmäiset prototyypit ovat rakenteilla. Yrityksen tavoite on Marsin asuttaminen. Sen ensimmäinen ja SpaceX:n perustajan Elon Muskin mukaan vaikein askel on riittävän suuren ja edullisen kuljetusratkaisun kehittäminen.
Marsin tulivuoret.
Olympus Mons on sammunut tulivuori, joka sijaitsee tuliperäisellä Tharsiksen ylängöllä kolmen muun kilpitulivuoren kanssa: Arsia Mons, Pavonis Mons ja Ascraeus Mons.
Marsin maankaltaistaminen.
Marsin maankaltaistaminen tarkoittaisi Marsin olojen, kuten ilmaston ja kaasukehän muokkaamista elämälle sopiviksi. Kaksi teoreettista vaihtoehtoa on esitetty, ensimmäisessä napalakeissa oleva hiilidioksidijää haihdutetaan nostamalla Marsin kaasukehän lämpötilaa kasvihuonekaasuilla. Toinen vaihtoehto on napalakin lämmittäminen ja höyrystäminen Marsin kiertoradalle sijoitettujen peilien avulla.