摘要：作为太阳系中最受人类关注的类地行星之一，火星因表面呈现出的标志性赤红色调，被赋予“红色星球”的别称。在古代中国，它因荧荧如火的外观及难以预测的运行轨迹，被命...
作为太阳系中最受人类关注的类地行星之一，火星因表面呈现出的标志性赤红色调，被赋予 “红色星球” 的别称。在古代中国，它因荧荧如火的外观及难以预测的运行轨迹，被命名为 “荧惑”；其西方名称 “Mars” 则源自罗马神话中的战神，反映了不同文明对这颗天体的早期认知。自人类开启太空探索时代以来，火星始终是地外探测的核心目标，从早期的轨道观测到如今 “祝融号” 火星车的地表巡视，我们对这颗星球的认知正不断深化。本文将系统梳理火星的天体物理特征、纪年体系、地貌与大气结构、卫星系统及生命探索现状，全面呈现这颗红色星球的科学价值。
火星是太阳系八大行星中距离太阳第四近的天体，轨道位于地球与小行星带之间，与太阳的平均距离约为 1.52 个天文单位（注：原文 “52 个天文单位” 为数据误差，1 天文单位约为地球与太阳的平均距离，火星实际轨道半径约 1.52 天文单位）。作为类地行星家族中离太阳最远的成员，其物理尺度显著小于地球：
体积：约为地球的 15%（原文 “1/6” 表述精度不足，实际地球体积约 1.08×10¹²km³，火星约 1.63×10¹¹km³，占比约 15%）；
质量：约为地球的 11%（原文 “1/10” 为近似值，实际地球质量约 5.97×10²⁴kg，火星约 6.42×10²³kg，占比约 11%）；
直径：约为地球的 53%（地球平均直径约 12742km，火星约 6779km）；
天体排序：在太阳系行星中，火星的体积与质量均位列第七，仅大于水星，是太阳系第二小的类地行星。
为便于开展火星气候与时间相关研究，科学界建立了专属的火星纪年体系：
纪年起点：将 1955 年 4 月 11 日定为 “火星年 1 年” 的起始日，该日期对应火星北半球的春分点；
零年设定：为规避地球历法中 “无公元 0 年” 的计算矛盾，科学家将 1953 年 5 月 24 日设定为 “火星年 0 年”；
近期节点：2024 年 11 月 12 日，火星迎来第 38 个新年，而下一个火星新年（第 39 个）预计将于地球公元 2026 年 9 月 30 日到来。
火星的运动特征与地球存在相似性，也存在显著差异，直接影响其昼夜与四季变化：
自转周期：约为 24 小时 37 分 7 秒，仅比地球自转周期长约 40 分钟，因此火星的 “一天”（科学界称为 “太阳日”）与地球昼夜时长接近；
自转轴倾角：约为 25.19 度，仅比地球（约 23.44 度）大 1.75 度（原文 “2 度” 为近似值），这一倾角使得火星同样存在明显的昼夜交替与四季更迭；
公转周期：由于火星轨道半径更大，其绕太阳公转一周需约 687 个地球日，意味着 1 个火星年约等于 1.88 个地球年（原文 “88 个地球年” 为数据错误，此处已修正）。当太阳光直射火星赤道时，对应火星的春分或秋分，全球昼夜时长基本均等；当阳光直射北半球时，火星北半球进入夏季，南半球则为冬季。
火星表面的赤红色调源于其独特的物质组成：地表广泛分布的铁矿矿物（如赤铁矿）在长期风化作用下发生氧化反应（即 “生锈”），形成的氧化铁颗粒覆盖于地表，并通过大气环流扩散至全球，最终使火星地表与大气均呈现出标志性的深红色。
火星大气层具有 “稀薄、干燥、以二氧化碳为主” 的显著特征：
主要成分：二氧化碳占比约 95%，氩气占比约 1.93%，氮气占比约 2.6%（原文 “氮气占 3%” 为近似值），氧气与水蒸气含量极低，其中水蒸气占比仅约 0.03%（原文 “03%” 为格式误差）；
大气厚度：火星大气的总质量仅约为地球大气的 1%，这种稀薄特性导致其保温能力极弱 —— 尽管大气以二氧化碳为主（类似金星的 “温室气体主导” 结构），但因厚度不足，无法形成有效的温室效应，因此火星表面始终保持寒冷干燥。
火星表面最显著的天气现象是全球性沙尘暴：由于大气稀薄且地表缺乏液态水的调节，火星表面易形成强风（风速可达 100m/s 以上），强风卷起地表的氧化铁沙尘，可在数天内覆盖整个火星表面，沙尘天气可持续数周甚至数月，对火星车的探测任务构成严峻挑战。
与地球仅拥有一颗天然卫星（月球）不同，火星拥有两颗小型天然卫星，均被认为是通过引力捕获的小行星：
火卫一（Phobos，中文名 “弗伯斯”）：形状不规则（类似土豆），平均半径约 11.1km，是两颗卫星中较大的一颗；由于其轨道距离火星表面仅约 6000km（太阳系内已知最近的卫星轨道），因此绕火星公转周期极短，约 7 小时 39 分钟，即火星上一天内可观测到火卫一 “升起” 与 “落下” 各 3 次；
火卫二（Deimos，中文名 “戴摩斯”）：体积更小，平均半径仅约 6.2km（原文 “2 千米” 为数据错误，此处已修正），轨道距离火星表面约 23460km，公转周期约 30 小时 18 分钟，由于其体积小且距离远，从火星表面观测时，亮度远低于火卫一。
截至 2024 年 5 月（本文知识截止日期），人类通过各类火星探测任务（包括轨道探测器、着陆器、火星车等），尚未在火星上发现任何确凿的生命迹象（无论是现存生命还是远古生命遗迹）。当前全球范围内的火星探测核心目标，集中于以下两个方向：
追溯火星过去的宜居性：通过分析火星地表岩石、土壤成分及极地冰盖（含固态水），探究火星早期是否存在液态水、稳定大气等适宜生命诞生的环境条件；
评估火星未来的生命承载潜力：研究火星大气改造、水资源利用等技术可行性，为未来人类载人火星探测及潜在定居计划提供科学依据。中国的 “祝融号” 火星车、美国的 “毅力号”“好奇号” 火星车等任务，均在围绕上述目标开展持续探测。
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