火星（；天文符號：），是離太陽第四近的行星，也是太陽系中僅次於水星的第二小的行星，為太陽系裡四顆類地行星之一，已被數十艘無人太空船探索。其大氣以二氧化碳為主（95 二氧化碳），既稀薄又寒冷。火星呈現為橘紅色，其地表廣泛的分佈著氧化鐵。火星南半球是古老、充滿隕石坑的高地，北半球則是較年輕的平原。 火星有兩個天然衛星：火衛一和火衛二，形狀不規則，可能是其捕獲的小行星。根據探測到的證據，火星兩極有冰冠覆蓋，亦觀察到季節性的水氣及類似地下水湧出的現象，而過往的火星亦可能被大面積的海洋、湖泊及河流覆蓋。而研究發現，火星目前仍有液態水存在。 由於火星位於太陽系的宜居帶，同時有更多證據證明火星曾擁有類似地球的環境，與及豐富的資源，故此火星成為各國研究的重點，其中美國及中國已有載人登陸火星的計劃，未來將在火星建立基地。 命名 古中國：取其「熒熒如火、亮度與位置變化甚大使人迷惑」之意，命名「熒惑」。《尚書舜典》記載：「在璿璣玉衡以齊七政。」孔穎達疏：「七政，其政有七，於璣衡察之，必在天者，知七政謂日月與五星也。木曰歲星，火曰熒惑星，土曰鎮星，金曰太白星，水曰辰星。」據說，古人觀察熒惑呈赤色，赤色於「五行」屬火，而命名為「火星」。《乙巳佔》：「凡五星，各有常色，各有本體。至如歲星色青，熒惑色赤，如大角，如參左肩，是其常色。填星色黃，太白色白，如五車大星有光。辰星色黑，如奎大星。」《靈臺秘苑》：「歲星者 在春曰王，象如左角（原文寫參左角，其「參」字應為衍文，據《開元佔經》：「歲星之王也，戶，立春至春之盡，其色比左角大而蒼 歲星如左角之狀，其色蒼」，僅言「左角」）大而青有精光，仲春之時有芒角 熒惑者 至夏旺，色比心大星而有精明，仲夏之時有芒角 鎮星者 在四季曰王，色正黃，北極中央大星而精明有芒角 太白者 在秋曰王，其色比狼星精明而有光，仲秋之時有芒角 辰星者 在冬曰王，色比奎大星精明有光，冬至之時有芒角 五星有色、大小不同，各依其行而順時應節。色變青比參右肩，赤比心大星，黃比參左肩，白比狼，黑比奎大星，不失常色而應其央者，吉。色害行，兇。」《史記天官書》：「太白白，比狼（天狼星）；赤，比心（心宿二）；黃，比參左肩（參宿四）；蒼，比參右肩（參宿五）；黑，比奎大星（奎宿九）。」（莊雅州〈科學與迷信之際：史記天官書今探〉一文指出：「天狼星為白色，心宿二為紅色，參右肩（參宿五，獵戶 γ）為藍白色，都與今日所見相同，惟參左肩（參宿四，獵戶 α）現代為紅色，司馬遷卻記為黃色，近代美國天文學家布瑞徹（Bureche）研究，認為這顆恆星原本是紅色，2700 年前曾經發生過爆炸，根據推算，它在漢初確實是黃色，後來又漸漸恢復原來的紅色。奎大星（奎宿九，仙女 β）為暗紅色，司馬遷記載為黑色，正表示其為較暗的星。」） 古希臘：因其火紅之色而取名為「Ares」（音：阿瑞斯），源自希臘神話的戰神，天神宙斯的兒子阿瑞斯（希臘語：）。 古羅馬：因其火紅之色而取名為「Mars」（音：馬爾斯），源自羅馬神話的戰神瑪爾斯（拉丁語：）。 物理性質 以直徑、質量、表面重力來說，火星約介於地球和月球中間：火星直徑約為地球的一半、月球的兩倍，質量約為地球的九分之一、月球的九倍，表面重力約為地球的 38、月球的 24 倍。火星體積約為地球的 15，質量約為 11，表面積略小於地球陸地面積，密度則比其他三顆類地行星還要小很多。2012 年 8 月，加利福尼亞大學洛杉磯分校的教授尹安在分析了 100 張來自火星勘測軌道飛行器的衛星圖片後發現，火星有類似地球主要板塊劃分的構造特點。 長期觀測火星發現，南半球地勢比北半球高，北極盆地顯示有過大撞擊，推論約 45 億年前遭冥王星大小天體撞擊之後，不但形成火衛一和火衛二，亦逼使核心熱能散溢位上地幔、內部攪拌逐漸停止，無法以發電機原理持續對流生成磁場。宇宙有道理：火星上的生與死（How the Universe Works Life and Death on the Red Planet） 科學頻道 20170124 由於火星比地球小，相對表面積與體積成反比而較大，因此火星核心也冷卻得比地球的快，地質活動趨緩，磁場和板塊運動消逝，太陽風帶走大氣變薄導致氣壓偏低，而造成液態水在低溫就會沸騰、無法穩定存在。層層透視大宇宙：征服火星（Strip The Cosmos Expedition Mars） 科學頻道 20141203 內部結構 火星的地殼平均厚約 50 公里，最厚可達 125 公里。火星的地幔由矽酸鹽組成，包裹著半徑約為 1300 至 2400 公里，可能由液態鐵及少量硫組成的地核。 地理特徵 地質 火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、礫石遍佈，沒有穩定的液態水體。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷，沙塵懸浮其中，每年常有塵暴發生。與地球相比，地質活動不活躍。 火星地表地貌大部份於遠古較活躍的時期形成，充滿撞擊坑，有密佈的隕石坑、火山與峽谷。奧林帕斯山是太陽系最高的山，水手號峽谷是太陽系最大的峽谷。另一個獨特的特徵是南北半球的明顯差別：南方是古老、充滿隕石坑的高地，北方則是較年輕的平原，兩極皆有主要以水冰組成的極冠，而上覆的乾冰會隨季節消長。 基於撞擊坑密度的撞擊坑計數法可判別出其地表年齡：撞擊坑大而密集處較老，反之則年輕，進而將地質年代分為四個階段：前諾亞紀、諾亞紀、赫斯珀利亞紀和亞馬遜紀。前諾亞紀沒有留下實質地表，此時地形南北差異形成，有全球性磁層；諾亞紀有大量隕石撞擊，火山活動旺盛，可能有溫暖潮濕的大氣、河川和海洋，侵蝕旺盛，但到末期這些活動已減弱很多；赫斯珀利亞紀，火山活動仍然繼續；亞馬遜紀則是大氣稀薄乾燥，以冰為主要活動，如極冠、冰凍層、冰河，並有週期性變遷，溝壑也是這時期形成，火山活動趨緩並集中在塔爾西斯與埃律西昂。 現今火星風成地形遍佈，如吹蝕、磨蝕等風蝕作用，和沙塵遇地形阻礙而填積、侵積等風積作用。（名詞解釋：自然地理 風力作用和風成地形 高中地理教師在職進修網，中國文化大學地理系製）前者形成如廣泛分佈於梅杜莎槽溝層的風蝕脊 Yardangs On the Surface Martian Fleets ，後者則如大瑟提斯高原上撞擊坑下風處的沙塵堆積，和撞擊坑中常見的沙丘。 地形 火星和地球一樣擁有多樣的地形，有高山、平原和峽谷。南北半球的地形有著強烈的對比：北方是被熔岩填平的低原，南方則是充滿撞擊坑的古老高地，而兩者之間以明顯的斜坡分隔；火山地形穿插其中，眾多峽谷分佈各地，南北極有以水冰與乾冰組成的極冠，而風成沙丘廣布整個星球。隨著衛星拍攝的照片越來越多，更發現很多的地形景觀。 20 世紀早期，地面以無線電波測量火星地形。1976 年海盜號進行的地形測量，發現了峽谷和南北半球的巨大差異，而衍生出北方平原本是海洋的假說。火星全球勘測者自 1999 年起以雷射進行更精確的地形測量，得出目前使用的全球地形圖，以火星大地水準面（Areoid）為基準，最高點在奧林帕斯山，高 21229 公尺；最低點在希臘平原，低於基準 8200 公尺。Highest and Lowest Points on Mars A volcano is the tallest mountain An asteroid crater is the deepest basin geologycom 現在很多探測器，如火星勘察衛星、火星快車號和火星探測漫遊者會運用航照圖的地形判別方法，以視差法來測量區域地形，並製成高解析度立體照片。此外，火星的經度坐標採用東經 0 至 360 度，而非地球的東西經各 180 度。 火山 塔爾西斯高原擁有許多座大型火山，其中包括一座盾狀火山 奧林帕斯山。它的寬度超過 600 千米，高度超過 21 千米，其高度達到了茂納凱亞火山的兩倍，與灶神星雷亞希爾維亞盆地的中央山丘高度相當，是太陽系中最高的山峰之一。 隕石坑 人類已在火星上發現了超過 43 萬個直徑大於 5 公里的隕石坑。其中，最大的隕石坑是希臘平原，寬約 2300 公里，深約 7 公里，是一個清晰的反照率特徵。同時，火星還有其它大型隕石坑，如阿耳古瑞平原（寬約 1800 公里）及伊希斯平原（寬約 1500 公里）。火星隕石坑的形態表明，在隕石撞擊後，其地面曾經變得濕潤。 板塊邊界 火星上的水手谷長約 4000 公里（與歐洲相當），深度約 7 公里。它的形成可能是由於塔爾西斯高原的擴大而導致的地殼塌陷。在 2012 年，科學家提出水手谷並不是一個地塹，而是一個已漂移了 150 公里的板塊的邊界。 洞穴 來自火星奧德賽號上熱輻射成像系統（THEMIS）的影像顯示阿爾西亞山北坡有七個可能的深洞，照片中光線無法抵達底部，推測底部可能更深、更寬，可能免受微隕星、紫外線、太陽閃焰和其他高能粒子的侵害，可能是未來尋找液態水或生命痕跡的可行地點。但後來火星勘察衛星的更高解析度 HiRISE 影像部分推翻了之前猜測，認為只是光線角度造成深不見底的樣子。 大氣 火星大氣層相對較薄，平均地表氣壓只有 6 百帕，約為地球表面氣壓的 06，相當於地球表面算起 35 公里高的氣壓，如此低的氣壓使聲音傳播的距離只有在地球上的 15。ASA 151st Meeting Lay Language Papers Computer simulations of the propagation of sound on Mars PIA13265 Almost Silent Rolling Stones in Kasei Valles NASA Planetary Photojournal 隨著季節的變化，火星氣壓變化可達 20。火星大氣層按高度可分為低層大氣、中層大氣、上層大氣和外氣層。其中低層大氣由於氣懸微塵與地表的熱，這部份相對溫暖；中層大氣存在有高速氣流；上層大氣（或熱氣層）溫度很高，大氣分子也不再像下層那樣分佈均勻；外氣層高度在 200 公里以上，大氣漸漸過渡到太空，無明顯外層邊界。火星大氣成分為 95 的二氧化碳，3 的氮氣，16 氬氣，很少的氧氣、水氣等，亦充滿著很多吸收藍光的懸浮塵埃，使天空成黃褐色。What color is the Martian sky Causes of Color2003 年火星大衝時地面望遠鏡在大氣中發現了甲烷；2004 年 3 月，火星奧德賽號確認了這一發現。由於甲烷易被紫外線分解，存在甲烷表示現在或者最近幾百年內在火星上存在製造甲烷的來源，火山作用、地質作用、彗星或小行星撞擊甚至生物來源如甲烷古菌等都有可能。美國科學家稱產甲烷古菌可能是火星生命形式 國際線上科學人第 64 期，2007 年 6 月號，【甲烷謎霧：火星和泰坦上有生命嗎？】2013 年 9 月 19 日，根據從好奇號得到的進一步測量資料，NASA 科學家報告，並沒有偵測到大氣甲烷（atmospheric methan）存在跡象，因此總結甲烷微生物活性機率很低，可能不存在生命。但是，很多微生物並不會排出任何甲烷，仍舊可能在火星發現這些不會排出任何甲烷的微生物。 火星大氣環流主要為單胞環流，由赤道相對熱空氣上升，漂至極區下沉，再沿地面回到赤道。另外，在火星的北半球，極冠的二氧化碳昇華進入大氣，使氣壓升高；而南半球由於二氧化碳凝華，氣壓下降。由於進出大氣的二氧化碳量高達 25，造成南北壓力差，空氣便傾向由高壓的夏半球流向低壓的冬半球，形成另一依季節而變向的環流。因此火星的天氣系統一般為全球性的，例如塵暴。 天氣和氣候 由於火星的自轉軸傾角與地球的相當，火星的氣候是在太陽系中與地球最相似的，但一個季節的時間比地球的要長。火星離太陽較遠，表面接收到的陽光僅有地球的 43，且大氣層較薄，無法儲存過多熱量，因此火星表面的溫差較大（110 C～35 C）。 火星天氣重覆次數較高，比地球的容易預測。如果一個氣象事件在一年的特定時間中發生，可提供的資料（相當稀疏）指出，那個事件很可能在下一年幾乎同一個位置再發生一次，誤差最多一個星期。 2008 年 9 月 29 日，鳳凰號拍下了降雪事件，是在接近鳳凰號登陸地點附近海姆達爾撞擊坑之上，為高 45 公里的幡狀雲降雪。這次降雪在到達火星表面時就已蒸發。火星上的風速要超過地球 100 倍 。 水文 火星地表遍佈著流水的遺跡，有些是洪水刻畫而成，有些則是降雨或地下水流動而形成，但多半年代久遠。沖蝕溝則是另一類規模較小的地形，但形成年代十分年輕，常分佈於撞擊坑壁，型態多樣。關於其成因有兩派說法，一派認為是由流動的水造成，另一方則認為是凹處累積的乾冰促使了鬆軟物質滑動。More Recent Landslides Spotted on Mars ，Universe Today，2010 年 10 月 14 日。 火星南北極有明顯的極冠，曾被認為是由乾冰組成，但實際上絕大部分為水冰，只有表面一層為乾冰。這層乾冰在北極約 1 公尺厚，在南極則約 8 公尺厚，是冬季時凝華而成，到夏季則再度昇華進入大氣，不過南極的乾冰並不會完全昇華。Mars polar caps The Internet Encyclopedia of Science 夏季仍存在的部分稱為永久極冠，而整體構造稱做極地層狀沉積（Polar Layered Deposits），和地球南極洲與格陵蘭冰層一樣為一層層的沉積構造。北極冠寬達 1100 公里，厚達 2 公里，體積 821 萬立方公里 PIA12200 Radar Mapping of Icy Layers Under Mars North Pole Photojournal NASAs Image Access；南極冠寬達 1400 公里，最厚達 37 公里，體積約 16 百萬立方公里。Mars Express radar gauges water quantity around Mars south pole ESA News 兩極冰冠皆有獨特的螺旋狀凹谷，推論主要是由光照與夏季接近昇華點的溫度使溝槽兩側水冰發生差異融解和凝結而逐漸形成的。Mars Polar Cap Mysery Solved Mars Today com 2011 年由火星勘察衛星的淺地層雷達發現南極冠有部分原本認為是水冰的地層其實是乾冰，所含二氧化碳量相當於大氣含量的 80，這比以往認為的要多很多。根據此的模擬結果，十萬年一週期的氣候變遷中藉由乾冰昇華、凝結，大氣總質量的變化幅度會達數倍。PIA13985 Cross Section of Buried CarbonDioxide Ice on Mars Photojournal NASAs Image AccessPIA13986 Thickness Map of Buried CarbonDioxide Deposit Photojournal NASAs Image Access 由這些乾冰沉積上方地表的下陷與裂隙判斷，乾冰正在慢慢昇華。PIA13987 Pitting from Sublimation of Underlying DryIce Layer Photojournal NASAs Image Access 自海盜號即發現，火星北半球中緯度有幾處峽谷底含有條紋流動狀的地表特徵，但不確定是富含冰的山崩、含冰土的流動或是塵礫覆蓋的冰河。但根據更新任務的資料與比對地球的相關地形，支援這些是冰河，且推測是自轉軸傾角較大時的氣候狀態下所累積的。 由火星奧德賽號 X 射線光譜儀的中子偵測器得知，自極區延伸至緯度約 60 的地方表層一公尺的土壤含冰量超過 60 PIA04907 Water Mass Map from Neutron Spectrometer Photojournal NASAs Image Access Martian highlatitude zones are covered with a smooth layered icerich mantle，推測有更大量的水凍在厚厚的地下冰層（cryosphere）。 另外一個關於火星上曾存在液態水的證據，就是發現特定礦物，如赤鐵礦和針鐵礦，而這兩者都需在有水環境才能形成。 對於在火星上有冰存在的直接證據在 2008 年 6 月 20 日被鳳凰號發現，鳳凰號在火星上挖掘發現了八粒白色的物體，當時研究人員揣測這些物體不是鹽（在火星有發現鹽礦）就是冰，而四天後這些白粒就憑空消失，因此這些白粒一定昇華了，鹽不會有這種現象。2008 年 7 月 31 日，美國航空航天局科學家宣佈，鳳凰號火星探測器在火星上加熱土壤樣本時鑑別出有水蒸氣產生，從而最終確認火星上有水存在。 2013 年 9 月 26 日，美國航空航天局科學家報告，火星探測車好奇號發現火星土壤含有豐富水分，重量約佔 15～3，顯示火星有足夠的水資源供給未來移民使用。 2015 年 9 月 28 日，美國航空航天局宣佈，在火星上發現液態的鹽水。根據火星勘測軌道飛行器配備的光譜儀獲得的資料，研究人員在火星的斜坡上發現了水合礦物。這些暗色條紋表明火星地表隨時間變化有流水存在。在較溫暖的季節，這些線條的顏色變得更深，表明水流在斜坡上出現，在較冷的季節，這些地表特徵變淺。在火星的部分地區，最高溫度可以達到攝氏零下 23 度，此時深色線條最明顯。 2018 年 7 月 25 日，據義大利媒體報道，該國科學家在火星上首度發現一個地下液態水湖。該研究稱，火星地下及電離層高階探測雷達 在火星南極冰層下 15 千米處發現一個大型液態水湖，裡面含有鹽。湖的直徑約為 20 千米，溫度至少為零下 10 度。 運動規律 火星與太陽平均距離為 152AU，公轉週期為 188 地球年，687 地球日，或 6686 火星日。火星公轉軌道和地球的一樣，受太陽系其他天體影響而不斷變動。軌道離心率有兩個變化週期，分別是 96 萬年和 210 萬年，於 0002 至 012 間變化；而地球的是 10 萬年和約 40 萬年，於接近 0 至 007 間變化（見米蘭科維奇迴圈）。 1 火星日平均為 24 小時 39 分 35244 秒，或 1027 地球日。火星目前自轉軸傾角為 2519 度，和地球的相近。不同於地球的穩定處於 221 和 245 度間，由於火星沒有如月球般的巨大衛星來維持自轉軸，其自轉軸傾角可在 13 度至 40 度間變化，其變化週期為一千多萬年。由於沒有大衛星的潮汐作用，火星自轉週期變化小，不像地球的會被慢慢拉長。 火星自轉軸有明顯傾斜，日照的年變化形成明顯的四季變化，而一季的長度約為地球的兩倍。由於火星軌道離心率大，為 0093（地球只有 0017），使各季節長度不一致，又因遠日點接近北半球夏至，北半球春夏比秋冬各長約 40 天。雖然火星沒有地球般受海洋影響的複雜氣候，但仍有以下特殊之處：火星軌道離心率比地球大，造成日射量在一年當中變化更大，位於近日點時，南半球處夏季，比北半球遠日點夏季所造成的升溫更強；隨季節交替，二氧化碳和水氣會昇華和凝結而在兩極冠間遷移，驅動大氣環流；地表反照率特徵，因顏色深淺和沙、巖性質差異而造成的容積熱容不同，可影響大氣環流；易發生的塵暴會將沙塵粒子捲入高空，沙塵粒子吸收日光與再輻射會使高層大氣增溫，但遮蔽天空的沙塵會使地表降溫；自轉軸傾角和軌道離心率的長期變化則造成了氣候的長期變遷。火星表面的平均溫度比地球低 30 度以上。 目前，火星與地球最短距離正慢慢減小。當地球與火星之間的距離最小時，稱為火星衝日。火星相鄰兩次衝日的時間間隔約為 779 天。當地球、太陽和火星連成一線時，在火星上便可看到地球凌日，在太陽的位置可看到地球的黑點透過，同理還有水星凌日，在地球上則不會看到火星凌日。 衛星 火星有兩個天然衛星 火衛一與火衛二，最長直徑各為 27 公里和 16 公里，形狀不規則並充滿撞擊坑，以近圓形的軌道於接近火星赤道面處公轉。它們雖然很小，但由於接近火星，使火衛一從火星上看約有滿月直徑的二分之一至三分之一大，而火衛一的視星等可達 7，火衛二可達 5，白天可能可見。根據 Stellarium 模擬。和月球一樣，這兩顆衛星都被火星潮汐鎖定。火衛一的公轉週期比火星自轉更快，所以在火星上來看是西升東落的，且僅需約 4 個小時；而火衛二的公轉週期只比火星自轉慢一些，東升西落要花約 24 個火星日。因為火衛一離火星很近，火星的潮汐力會慢慢但穩定地減小它的軌道半徑，預計再過約 760 萬年，火衛一將因軌道低於 3620 公里（火星的洛希極限）而被瓦解。火衛弗伯斯大限縮短至 1040 萬年 臺北市立天文館另一方面，火衛二因為離火星足夠遠，所以它的軌道反而正在慢慢地被向外推進。 來源 兩顆衛星可能是捕獲的小行星，但新研究認為可能是撞擊事件、或原本的衛星被火星潮汐力拉碎後，由散佈軌道上的岩屑再度吸積而形成。New Theory Says Phobos Formed From ReAccretion of Impact Debris Universe Today 20100920 發現者 兩顆衛星是在 1877 年被阿薩夫霍爾發現的。 命名 以希臘神話中的福波斯和得摩斯命名，兩者皆為戰神阿瑞斯的兒子。 觀測探測 古代 火星的火紅色，自古就吸引著人們，希臘人稱火星為「戰神」。此時的火星觀測和其他天體一樣，大部分是為了占星，而後漸漸涉及科學方面，如克卜勒探索行星運動定律時依據了第谷積累的大量而精密的火星執行觀測資料。 望遠鏡出現後，人們對火星可以進行更進一步的觀測。使用望遠鏡觀測星空的伽利略所見的火星只是一個橘紅小點，然而隨著望遠鏡的發展，觀測者開始辨別到一些明暗特徵。惠更斯依此測出火星自轉週期約為 246 小時，而他亦為首次紀錄火星南極冠的人。一開始由於各人各自觀測，意見不一致，地名也未統一（例如用繪製者名字命名）。後來義大利的喬範尼斯基亞帕雷利統合了各家說法而繪製了地圖，地名取自地中海、中東等的地名和聖經等作為來源，而其餘則依照舊有的觀念：暗區被認為是湖、海等水體，如太陽湖、塞壬海、明顯的暗大三角 大瑟提斯；而亮區則是陸地，如亞馬遜。這個命名系統一直延續下來。 當時，斯基亞帕雷利和同期觀測者一樣，觀察到了火星表面似乎有一些從暗區延伸出的細線，因為對於暗區是水體的傳統，這些細線被命名為「水道」。而後來觀察到暗區會在冬季時縮小、夏季時擴張。有人提出暗區是植物覆蓋、而暗區的擴大縮小則是消長所引起的，改變以往認為暗區是水的說法。帕西瓦爾羅威爾觀察到並宣稱那些「水道」其實是人工挖掘的「運河」，用來灌溉植物，因為水道應太細不可見，而看到的細線應是灌溉出的大片植物。風靡大眾的火星科幻和火星人即源於此。不過這些細線大多已被證明不存在，部分則是峽谷或隕石坑後延伸出的深色沙子。而火星表面顏色的改變則是因為沙被風吹移，或發生沙塵暴。 20 世紀 蘇聯、美國、日本在這個世紀發射了不少太空船研究火星表面、地質和氣候。這些太空船包括軌道衛星、登陸器和漫遊車，但相當大部分任務在完成前或剛要開始時就因種種原因而失敗。NGC The Universe 3 Cary Mitchell Purdue University 1960 年 10 月 10 日，蘇聯向火星發射了第一枚探測器火星 1A 號，但以失敗告終。此後蘇聯經過多次嘗試，終於在 1962 年 11 月 1 日，蘇聯向火星發射了火星 1 號，這枚探測器終於進入了前往火星的軌道，然而 1963 年 3 月 21 日它飛行到距離地球 106 億公里的距離時，與地面失去了通訊聯絡。1965 年，NASA 的水手 4 號飛掠火星。1971 年水手 9 號進入火星軌道，成為第一個環繞火星的探測船。1971 年蘇聯火星計畫火星 2 號的登陸器墜毀後數日，相同的火星 3 號的登陸器成功登陸火星，是第一個成功登陸火星的探測器，但登陸十幾秒後隨即失去聯絡，攜帶的火星車 PropM 也未能將訊息傳回地球。1975 年，NASA 發射海盜號，包括兩組軌道衛星和登陸器。海盜 1 號和 2 號軌道衛星各運作了六年和三年。兩個登陸器皆於 1976 年成功登陸，並傳送了第一張火星地景的彩色照片，而軌道衛星也繪製了全面的火星地圖，甚至到今天都還在使用。 1988 年蘇聯發射弗伯斯 1 號、2 號以探測火星和兩個衛星。弗伯斯 1 號於抵達前失去聯絡，而弗伯斯 2 號雖然成功拍攝了火星和火衛一，但在放出兩艘登陸器到火衛一前也失去聯絡，所攜帶的著陸器也未能在火星表面著陸。 在 1992 年火星觀察者失敗後，NASA 於 1996 年 11 月發射了火星全球勘測者。火星全球勘測者於 1997 年進入火星環繞軌道，其出色地完成任務，它在 2001 年完成了地圖繪製的任務，並三次延長任務，直到 2006 年 11 月 2 日失去聯絡而結束，總計在太空中運作了 10 年。在火星全球勘測者發射一個月後，NASA 發射了火星探路者，並攜帶一個登陸器和漫遊車 旅居者號（Sojourner），於 1997 年 7 月登陸在阿瑞斯峽谷。旅居者號成為第一個在火星上成功運作的火星車，並運作長達 83 個火星日傳回了大量照片。 NASA 的火星勘測 98 計畫於 1998、99 年發射了火星氣候衛星與火星極地登陸者，前者預計研究氣候、水與二氧化碳等，後者則預計於南極登陸，探測器搭載的深空 2 號則計劃於火星極地登陸者進入大氣時與它分離，直接降落並穿入地表進行研究。但火星氣候探測者號在 1999 年 9 月 23 日在進入火星軌道的過程中失去聯絡，最終任務失敗，極地登陸者則在 1999 年 12 月 3 日探測器登陸火星時失去聯絡，兩者均以失敗告終。 另外，1996 年 12 月 16 日，俄羅斯發射了火星 96 號探測器，探測器進入地球軌道後未能成功點火進入前往火星的軌道，而宣告失敗。1998 年 7 月 3 日日本發射的希望號探測器，於 2003 年 12 月 10 日進行最後的遠端遙控修復作業仍告無效之後，日本放棄讓「希望號」進入火星軌道的嘗試，專案也以失敗告終。 21 世紀 這個世紀，更多國家和地區的航天部門加入到火星探測的行動中。 2001 年 NASA 發射了 2001 火星奧德賽號，任務成功進行並延續到 2010 年 9 月。船上的伽瑪射線光譜儀於地表下一公尺內偵測到大量的氫，證明有大量的水分子存在火星近地表。2003 年 NASA 發射了兩臺相同的火星探測漫遊者 精神號（MERA）和機會號（MERB）。兩臺皆於 2004 年 1 月成功登陸並工作超過預定時間。傳回的資料中最有價值的是兩地過去有水的確實證據。偶爾的塵捲風和風暴清除了太陽能板上的沙塵，使它們的工作時長超過了預定任務時間。 2003 年歐洲太空總署發射了火星快車號，包括軌道衛星和登陸器 小獵犬 2 號，而小獵犬 2 號於 2004 年 2 月降落失敗（後查證為降落後無法正常部署而失聯）。2004 年船上的行星傅立葉光譜儀於其大氣中偵測到甲烷。2006 年 6 月 ESA 宣佈火星快車號發現極光。 2005 年 8 月 NASA 發射了火星勘察衛星，於 2006 年 3 月進入火星軌道展開為期 2 年的工作。它搭載更先進的通訊系統，頻寬比之前任務總和還寬，且傳回的資料遠多於過去任務的總和。其擁有解析度高達 03 公尺的相機 HiRISE，拍攝地表和天氣以尋找未來任務的適合登陸地點。2008 年 2 月 19 日拍攝到北極冠邊緣的一系列雪崩影像。Caught in Action Avalanches on North Polar Scarps PSP_007338_2640 HiRISE 2007 年 2 月 25 日，探測彗星的羅塞塔號近距離飛掠火星並拍照，拍到火星的高空雲系。Beautiful new images from Rosettas approach to Mars OSIRIS UPDATE ESA News NASA 於 2007 年 8 月發射鳳凰號，於 2008 年 5 月登陸在火星北緯 68 度的極區。鳳凰號登陸器有一支可伸及 25 公尺的機械手臂，並可挖掘土壤 1 公尺深。它還搭載一座顯微鏡，解析度達人類頭髮寬度的千分之一。2008 年 6 月 20 日，其確認了在 2008 年 6 月 15 日發現的地表白色物質為水冰。2008 年 11 月 10 日，NASA 由於火星進入冬季而無法繼續聯絡鳳凰號，任務結束。2009 年 2 月 17 日，黎明號飛掠火星以重力助推前往目的地灶神星和穀神星，並在接近火星時拍照。PIA12065 Dawns Framing Camera Flys by Mars Photojournal NASAs Image Access 2011 年 11 月 9 日，中俄合作的 福布斯 土壤號升空，預計送回火衛一土壤樣本。而該探測器還搭載了一顆重 110 公斤的火星探測器，也就中國第一艘火星軌道環繞器螢火一號（YH1），預計乘坐俄羅斯的聯盟號運載火箭升空，航程大約 10 個月。螢火一號主要研究火星的電離層及周圍空間環境，火星磁場等。但該探測器發射到近地軌道後，因為與地面失去聯絡變軌失敗，探測器的碎片於莫斯科時間 2012 年 1 月 15 日墜落在太平洋海域。 繼鳳凰號之後，NASA 於 2011 年的發射的火星科學實驗室（好奇號），在 2012 年 8 月 6 日 0531UTC 成功登陸火星的蓋爾撞擊坑。它和火星探測漫遊者一樣是火星車，但比火星探測漫遊者更大、速度更快，而且裝置更完善。它搭載了雷射化學檢測儀，可在 13 公尺外分析岩石的組成。比起之前其它火星任務，它攜帶了更多先進科學儀器。本次任務的總成本達到了 25 億美元，是歷來最貴的火星探測任務。2013 年 11 月 19 日 NASA 發射 MAVEN 探測器，研究火星大氣。2014 年 9 月 22 日進入環繞火星的軌道，MAVEN 至今仍在運作。2014 年 9 月 24 日，印度的火星軌道探測器也成功進入火星軌道。 2016 年 3 月 14 日，ESA 與俄羅斯聯邦航天局合作研發的火星微量氣體衛星成功發射，該衛星將分析火星大氣層，並將運載斯基亞帕雷利演示登陸器至火星進行登陸。其可挖掘兩公尺深以尋找有機物甚至火星生命。登陸器於 2016 年 10 月 19 日登陸火星，但由於登陸器與火星高速碰撞，造成登陸計劃失敗。原定於 2020 年 7 月發射的羅莎琳富蘭克林號，則被推遲到 2022 年。 2020 年 7 月下旬，阿聯酋希望號火星探測器、中國國家航天局的天問一號、與 NASA 的毅力號，先後發射升空。2021 年 2 月 9 日希望號到達火星。2 月 18 日毅力號成功登陸火星，毅力號還攜帶一臺火星無人直升機機智號，機智號在 2021 年 4 月 19 日首次試飛獲得成功，這是人類首次實現飛行器在其他星球的受控飛行。4 月 20 日，毅力號成功將火星大氣的二氧化碳轉化成氧，這是地球以外的首次成功造氧。5 月 15 日，中國國家航天局的天問一號著陸器和祝融號火星車在火星烏託邦平原南部預選著陸區成功著陸，5 月 22 日，祝融號被成功釋放到火星表面，中國成為了繼美國之後第二個在火星著陸並且成功部署火星車的國家，而且是第一個一次完成環繞、登陸、巡視的國家。 人類登陸 目前，將一公斤物體由地球表面送往火星平均要花費約 30900 美元。2004 年美國總統布什宣佈載人火星任務為太空探索展望中的長期目標。NASA 和洛克希德馬丁已開始研究獵戶座太空船，計劃於 2020 年以前送人類到月球，作為人類登陸火星的準備。2007 年 9 月 28 日，NASA 執行長宣告 NASA 預計於 2037 年以前送人類到火星。 Bad link ESA 也希望於 2030 至 2035 年間將人類送上火星。 直達火星是羅伯祖賓 火星學會的創始人和主席 提出的極低成本載人火星任務，使用過載的農神五號級火箭，省略軌道組裝、低地軌道會合和月球燃料補給站而直接用小的太空船前往火星。修改後的計劃，稱為「Mars to Stay」，改為先不送回第一批登陸者。狄恩尤尼克說明，送回一開始的四到六人所花費用比送他們到火星還高，反而還可再送二十人。 火星生命 2000 年，美國科學家在南極洲發現了一塊火星隕石。這是一塊碳酸鹽隕石，後被編號為 ALH84001。美國國家航空航天局聲稱在這塊隕石上發現了一些類似微體化石的結構，有人認為這可能是火星生命存在的證據，但也有人認為這只是自然生成的礦物晶體。直到 2004 年，爭論的雙方仍然沒有任何一方佔據上風。 有證據顯示火星曾比現在更適合生命存在，但生命在火星上到底是否真正存在過還沒有確切的結論。某些研究者認為源自火星的 ALH84001 隕石有過去生命活動的證據，但這個看法至今尚未得到公認。另有反對的觀點認為，自幾十億年前產生以來，該隕石從未長期處於液態水存在的溫度下，因而不會曾有生命活動。 海盜號曾做實驗檢測火星土壤中可能存在的微生物。實驗只分析了海盜號著陸點處的土壤並給出了陽性的結果，但隨後即被許多科學家所否定，而這一結果也仍就處在爭議之中。現存生物活動也是火星大氣中存在微量甲烷的解釋之一，但亦有其它與生命無關的解釋。人類若對外星殖民，由於火星的適宜條件（同其他行星相比，火星最像地球，而且距離相對較近），它將是人類的首選地點。 2018 年 6 月 6 日，美國太空總署宣佈，好奇號探測車在火星古老湖床的岩石裡發現有機物質。這可能對尋找生命給出重要線索。 相關文化及網路用語 中國古人認為火星在位置及亮度上都常變不定，故稱為「熒惑」，在星佔學上象徵殘、疾、喪、飢、兵等惡象。「熒惑守心」是火星留守在心宿（天蠍座）的天文現象，心宿主要有三顆星，中間這顆最亮，代表皇帝，旁邊的兩顆代表太子、庶子。熒惑守心是很罕見的天象，被認為最不祥，可能出現兩種結果一是皇帝駕崩，或是宰相下臺。西漢成帝綏和二年（前 7 年），天文臺觀測到了熒惑守心，宰相翟方進被漢成帝賜了毒酒自殺。翟方進死沒幾天，漢成帝突然暴斃《漢書》記載：「綏和二年春，熒惑守心。二月乙丑，丞相翟方進欲塞災異自殺，三月丙戌，宮車晏駕。」，王莽後來稱帝，翟方進之子翟義起兵反王莽。 臺灣國立清華大學黃一農教授在他的專書《名家專題精講系列 社會天文學史十講》內的其中一篇文章《中國星佔學上最兇的天象「熒惑守心」》提到，現在以電腦推算發現當年並未發生此天象，中國史籍中記載熒惑守心共二十三次，但有十七次是偽造的。中國歷史上實際發生過的熒惑守心則共有三十八次，且在中國史籍多無記錄黃一農：《中國星占學上最兇的天象：熒惑守心》張嘉鳳、黃一農，《天文對中國古代政治的影響以漢相翟方進自殺為例》，清華學報 新二十卷第二期，1990 年 12 月。第 361378 頁。。 關於火星的神話傳說有： 阿瑞斯，希臘戰神 瑪爾斯，羅馬戰神 內爾伽勒，巴比倫神祇 提爾，北歐神話中的戰神 火星 妖怪，中國神話中的妖怪，記載於《搜神記》 火星文是中文網際網路曾經流行的一種特殊的文字，大量使用同音字、音近字、特殊符號來表音，難以閱讀，取 地球人看不懂的文字 的諷刺意味。 火星人又是一個網路名詞，一則指個性講究中不斷氾濫，衍生出的社會現象，另指在中國論壇中，火星被用來形容陳舊的資訊，火星人指把大家都已經知道的訊息拿來當新聞說的人。 註釋 參見 太陽系探測器列表 太陽系探索時間線 大流士火星曆 藍莓石 火星三部曲 外星人 火星人 火星生命 宜居帶 參考文獻 Nadine G Barlow 2008 Mars An Introduction to its Interior Surface and Atmosphere Cambridge University Press ISBN 9780521852265 Google 圖書 Hartmann William K 2003 A Travelers Guide to Mars New York Workman Publishing ISBN 0761126066 外部連結 Mars Fact Sheet NASA 的火星行星引數 Mars 15 millionscale MOLA Imagery 火星 MOLA 地形圖 Gazetteer of Planetary Nomenclature Mars System 火星和衛星地名列表 JPL Photojournal Mars 收錄 NASA 的火星探測照片 Mars24 Sunclock 顯示火星現在時刻的 NASA 軟體 On Mars Exploration of the Red Planet 19581978 NASA History Office 上的火星探測史 New Papers about Martian Geomorphology 火星上的水 Dr Tony Phillips Making a Splash on Mars ScienceNASA article 20000629 Phillips describes the Martian gullies and explains the conditions under which liquid water can exist on the surface of Mars BBC News story on subsurface ice deposits on Mars BBC News update on Mars Express findings of polar water ice and watereroded features on the surface Mars Rover Scientists Wring Water 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