火星是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序为第四颗，它的体积在太阳系中居第七位。火星土壤中含有大量铁元素，长期受紫外线的照射，铁就生成了一层红色和黄色的氧化物，火星上的岩石、砂土和天空是红色或粉红色的，因此这颗行星又常被称作“红色的星球。”它同地球的距离不断变化，因此它的亮度也不断变化：最暗时的视星等约为+1．5等，最亮时则达到-2。9等，比最亮的天狼星还亮。它在众恒星间的视位置也不断变化，时而顺行，时而逆行。

                                       

 

火星的表面面积只有地球的四分之一，质量只有地球的1/10（因为它缺乏海洋，而火星干燥土壤总量与地球土的总量实际大约相同）。 火星大气层很薄，表}面风压是只有750Pa（平均为地球的大约0.75%）。火星上的大气层成分为95%的二氧化碳，3%的氮气，1.6%氢气，很少的氧气、水气、一氧化碳、氖、氪和氙等。2003年火星大冲时用地面望远镜也在其大气中发现了甲烷，2004年3月，火星奥德赛号快车确认了这一发现。甲烷的存在是很有趣的，因为这是种不稳定的气体，它一定现在在行星上（或者最近几百年内）存在某个不明来源。火山喷发，彗星撞击，还有以微生物形态存在的产烷生物的生命都有可能是其来源。

火星和地球的比较

火星有很多特征与地球相似。它和地球一样有着一年四季的变化；它自转周期比地球多半小时，公转周期比地球长一倍，约为687日。火星的直径约为地球的一半，火星大气比地球的稀薄，其中95%是二氧化碳，氮气占3%，还有数量极少的氧和水分。

火星气候

火星的轨道是显著的椭圆形。因此，在接受太阳照射的地方，近日点和远日点之间的温差将近30度。这对火星的气候产生了巨大的影响。火星上的平均温度大约为-55度，但却具有冬天的-133度到夏日白天的将近27度的跨度。尽管火星比地球小得多，但它的表面积却相当于地球表面的陆地面积。

 

轨道半长径：                    22794万 千米 (1.52 天文单位)

公转周期：                       686.98 日

平均轨道速度：                24.13 千米/每秒

轨道偏心率：                   0.093

轨道倾角：                      1.8 度

行星赤道半径：                3398 千米

质量(地球质量＝1)：         0.1074

密度：                             3.94 克/立方厘米

自转周期：                      1.026 日

卫星数：                          2

公转轨道：                       离太阳227,940,000 千米 (1.52 天文单位)

中国古代称火星为“荧惑”，而在西方古罗马的神话中，把它形象地比喻为身披盔甲浑身是血的战神“玛尔斯”。火星被称为战神，这或许是由于它鲜红的颜色而得来的；火星有时被称为“红色行生”。（趣记：在希腊人之前，古罗马人曾把火星人微言轻农耕之神来供奉。而好侵略扩张的希腊人却把火星作为战争的象征）而月份三份的名字也是得自于火星。

火星在史前时代就已经为人类所知。由于它被认为是太阳系中人类最好的住所（除地球外），它受到科幻小说家们的喜爱。但可惜的是那条著名的被Lowell“看见”的“运河”以及其他一些什么的，都只是如Barsoomian公主们一样是虚构的。

第一次对火星的探测是由水手4号飞行器在1965年进行的。人们接连又作了几次尝试，包括1976年的两艘海盗号飞行器。此后，经过长达20年的间隙，在1997年的7月4日，火星探路者号终于成功地登上火星。

火星的轨道是显著的椭圆形。因此，在接受太阳照射的地方，近日点和远日点之间的温差将近30摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为218K（-55℃，-67华氏度），但却具有从冬天的140K（-133℃，-207华氏度）到夏日白天的将近300K（27℃，80华氏度）的跨度。尽管火星比地球小得多，但它的表面积却相当于地球表面的陆地面积。

除地球，火星是具有最多各种有趣地形的固态表面行星。其中不乏一些壮观的地形：

－ 奥林匹斯山脉： 它在地表上的高度有24千米（78000英尺），是太阳系中最大的山脉。它的基座直径超过500千米，并由一座高达6千米（20000英尺）的悬崖环绕着（右图）；

－ Tharsis: 火星表面的一个巨大凸起，有大约4000千米宽，10千米高；

－ Valles Marineris: 深2至7千米，长为4000千米的峡谷群；

－ Hellas Planitia: 处于南半球，6000多米深，直径为2000千米的冲击环形山。

火星的表面有很多年代已久的环形山。但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。

在火星的南半球，有着与月球上相似的曲型的环状高地。相反的，它的北半球大多由新近形成的低平的平原组成。这些平原的形成过程十分复杂。南北边界上出现几千米的巨大高度变化。形成南北地势巨大差异以及边界地区高度剧变的原因还不得而知（有人推测这是由于火星外层物增加的一瞬间产生的巨大作用力所形成的）。最近，一些科学家开始怀疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。这个疑点将由“火星全球勘测员”来解决。

火星的内部情况只是依靠它的表面情况资料和有关的大量数据来推断的。一般认为它的核心是半径为1700千米的高密度物质组成；外包一层熔岩，它比地球的地幔更稠些；最外层是一层薄薄的外壳。相对于其他固态行星而言，火星的密度较低，这表明，火星核中的铁（镁和硫化铁）可能含带较多的硫。

如同水星和月球     火星也缺乏活跃的板块运动；没有迹象表明火星发生过能造成像地球般如此多褶皱山系的地壳平移活动。由于没有横向的移动，在地壳下的巨热地带相对于地面处于静止状态。再加之地面的轻微引力，造成了Tharis凸起和巨大的火山。但是，人们却未发现火山最近有过活动的迹象动，可它看来从未有过任何板块运动。

火星上曾有过洪水，地面上也有一些小河道，十分清楚地证明??干净的水，甚至可能有过大湖和海洋。但是这些东西看来只存在很短的时间，而且据估计距今也有大约四十亿年了。（Valles Marneris不是由流水通过而形成的。它是由于外壳的伸展和撞击，伴随着Tharsis凸起而生成的）。

在火星的早期，它与地球十分相似。像地球一样，火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。但由于缺少地球的板块运动，火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中，从而无法产生意义重大的温室效应。因此，即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置，火星表面的温度仍比地球上的冷得多。

火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳（95.3％）加上氮气（2.7％）、氩气（1.6％）和微量的氧气（0.15％）和水汽（0.03％）组成的。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴（比地球上的1％还小），但它随着高度的变化而变化，在盆地的最深处可高达9毫巴，而在Olympus Mons的顶端却只有1毫巴。但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应，但那些仅能提高其表面5K的温度，比我们所知道的金星和地球的少得多。

火星的两极永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的，它是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升华，留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从没有完全消失过，所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层（左图）。这种现象的原因还不知道，但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化引起气候的变化造成的。或许在火星表面下较深处也有水存在。这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25％左右（由海盗号测量出）。

但是最近通过哈博望远镜的观察却表明海盗号当时勘测时的环境并非是典型的情况。火星的大气现在似乎比海盗号勘测出的更冷、更干了（详细情况请看来自STScI站点）。

海盗号尝试过作实验去决定火星上是否有生命，结果是否定的。但乐观派们指出，只有两个小样本是合格的，并且又并非来自最好的地方。以后的火星探索者们将继续更多的实验。

一块小陨石（SNC陨石）被认为是来自于火星的。 1996年8月6日，戴维·朱开(David McKay) 等人宣称，在火星的陨石中首次发现有有机物的构成。那作者甚至说这种构成加上一些其他从陨石中得到的矿物，可以成为火星古微生物的证明。

如此惊人的结论，但它却没有使有外星人存在这一结论成立。自以戴维·朱开发表意见后，一些反对者的研究也被发布。但任何结论都应当“言之有理，言之有据”。在没有十分肯定宣布结论之前仍有许多事要做。

在火星的热带地区有很大一片引力微弱的地方。这是由火星全球勘测员在它进入火星轨道时所获得的意外发现。它们可能是早期外壳消失时所遣留下的。这或许对研究火星的内部结构、过去的气压情况，甚至是古生命存在的可能都十分有用。

在夜空中，用肉眼很容易看见火星。由于它离地球十分近，所以显得很明亮。迈克·哈卫的行星寻找图表显示了火星以及其它行星在天空中的位置。越来越多的细节，越来越好的图表将被如星光灿烂这样的天文程序来发现和完成。

火星有两个小型的近地面卫星。

卫星     距离（千米）  半径(千米)  质量(千克)  发现者  发现日期  

火卫一  9000 11        1.08e16  Hall                                  1877  

火卫二  23000 6         1.80e15  Hall                                 1877

1976年，美国的海盗1号和海盗2号登陆器分别在火星上降落，并在降落的过程中，测量了大气温度的分布情况、火星大气压的情况。火星上有干涸的河床，有流水冲击的特征，这表明在过去有过大量的水。海盗号飞船的分析结果表明火星大气和表层物质中没有有机分子存在。摄像机监视结果也表明火星上没有生命活动的迹象。因此我们也许可以下结论说，火星表面现在可能没有生命，如果更严格的说，是没有与地球上类似的生命。人们不仅对火星感兴趣，也对火星的两个卫星感兴趣。在1988年，7月7日和7月12日，前苏联发射了火卫飞船1号和2号绕火卫一飞行并着陆。

到最近几年，随着科技的飞速发展，人们可望在下世纪初直接登上火星进行实地考察，彻底弄清火星生命问题。因为它是太阳系中最有可能存在生命的星球。在人类踏上火星之前，将进行一系列的准备。

1993年美国“火星观察者”探测器在进入环绕火星的轨道之后，与地球失去联系，导致计划失败。1996年12月，美国又发射了“火星探路者”探测器，经过7个月的星际飞行，在火星的阿瑞斯平原着陆。火星探路者携带了一个六轮小车，可以在火星的表面漫游，因而叫做火星漫游者，价值2500万美元。它分析了火星岩石和土壤。照片证实了海盗号的结论，火星上曾发生过大洪水。

1996年11月美国发射了“火星全球勘测者”，在绕火星的轨道上研究火星表面、大气和磁场的情况。它还向地球发射无线电波，经过火星大气后到达地球，由此了解火星大气的温度、引力和化学组成。1999年1月3日，“火星极地着陆者”发射成功。然而，在飞行了11个月并登陆到火星上以后，就与地面失去了联系，宣告了这次航天活动的失败。此后发射的火星气候观测器也遭失败。2001年，美国又发射了“火星奥德赛”探测器，现已成功抵达火星并成功进入环火星轨道。

欧洲空间局计划于2003年发射“火星快车”探测器考察火星，这标志着欧洲空间局在行星探测方面跨入了新纪元。它将由轨道器和着陆器组成。轨道器上有一个着陆器通信包用于支持国际上在2003年至2007年间开展的火星探测活动。

据香港《文汇报》2007年1月30日综合报道，美国宇航局公布载人上火星计划详情，预计2031年初派出一支太空人队伍乘坐太空船登陆火星，估计这次载人上火星任务耗资高达200亿至4500亿美元。

美国宇航局预计派出“最低数量”的太空人，在2031年乘坐重达400吨的“火星船”展开为期30个月的来回火星行程。 “火星船”将利用3至4枚新一代重型货物运载火箭“战神5号”运送到地球低轨道组装，然后由先进低温燃料推进系统作为动力，向火星飞行，预计6至7个月后到达火星。到时太空人会在火星表面逗留长达550天进行研究。

“火星船”载人上火星前，美国宇航局会分别在2028和2029年先行发射火箭把物资和器材送到火星，当太空人到达后将用核能供电，并要自给自足，包括在太空船上种植蔬果作为食物，而太空船亦配备了循环系统，让空气和食水循环再用。

到了2033年首季，美国宇航局会派出第2支太空人队伍出发上火星，他们同年12月到达后，将接替首批太空人，然后首批太空人会回程重返地球。美国宇航局建议2020年派人登月时测试新系统。