摘要：一、火星基本概况火星（Mars）作为太阳系中与地球最为相似的行星之一，因表面广泛分布的氧化铁而呈现出显著的红色，故被称为“红色星球”。在中国古代天文学中，它被...
火星（Mars）作为太阳系中与地球最为相似的行星之一，因表面广泛分布的氧化铁而呈现出显著的红色，故被称为 “红色星球”。在中国古代天文学中，它被命名为 “荧惑”，这一称谓源于其荧荧似火的外观、多变的亮度，以及时而顺行、时而逆行的复杂运行轨迹，给人以迷惑之感。
从轨道参数来看，火星与太阳的距离存在显著变化，近日点约为 2.065 亿千米，远日点则达 2.491 亿千米。这种距离变化直接影响了它在地球观测者眼中的亮度：最暗时视星等约为 + 1.5 等，最亮时可达 - 2.9 等。其公转轨道为椭圆形，偏心率 0.09，轨道半径相当于 1.52 个天文单位。火星与地球的会合周期约为 779.87 天，即每隔约 2 年 2 个月会接近地球一次。当二者运行至太阳同侧且近乎成一直线时，便形成 “火星冲日” 现象；而每隔 15 至 17 年，会出现一次 “大冲”，此时火星与地球距离极近，是观测火星的最佳时机。
火星表面拥有与地球相似的地形特征，包括沙漠、丘陵、峡谷等，同时存在大量干涸的河床，这为 “火星曾存在液态水” 提供了关键证据。不过，火星质量仅为地球的 1/10，较弱的重力使其无法维持浓密的大气层，导致如今的火星呈现出干燥荒凉的状态。尽管如此，火星在历史上可能经历过温暖湿润的时期，这也使得人类对其探索热情从未消退，建立火星基地的设想始终是航天探索的重要目标。
尽管人类尚未直接观测到火星的内部结构，但通过探测器传回的数据及相关研究，科学家已构建出其内部结构的理论模型，主要分为以下几个部分：
内核：由于火星体积较小且距太阳较远，冷却速度较快，但其中心的铁核外部可能仍处于半熔融状态。
地幔：密度低于内核，由硅酸盐岩构成。在形成初期，地幔可能为液态，其流动与喷发塑造了火星的基本地貌，如表面的巨型裂谷便由地幔运动所致。不过，目前火星地幔已无明显流动迹象。
地壳：主要由火山岩组成，且存在南北半球差异 —— 南半球地壳厚度约 80 千米，北半球约 35 千米。
在大气组成方面，火星大气以二氧化碳为主，占比 95.3%；其余成分为氮、氩、一氧化碳、氧、臭氧、氢等，水汽含量极低，仅约 0.01%。
水的存在形式：如今的火星虽干燥荒凉，但水以水蒸气或冰的形式广泛存在于大气、地表及地下。结合火星表面的河谷、三角洲等地形遗迹，科学家推测其历史上曾有大量液态水。
水手谷：作为火星上最大的峡谷，水手谷长约 5000 千米，宽约 200 千米，是火星表面最显著的地貌特征之一。
奥林匹斯火山：火星上最大的火山，高度约 25 千米，底部直径约 500 千米，火山口直径约 72 千米，其规模远超地球上的火山。
极冠：火星两极被白色冰层覆盖。北极冠主要由水冰构成，厚度约 2 千米；南极冠表面为 8 米厚的干冰，下方则是深厚的冰层。据估算，若极冠中的水冰全部融化并均匀覆盖火星表面，可形成约 10 米厚的水层。
火星拥有两颗不规则形状的卫星 —— 火卫一（Phobos）和火卫二（Deimos），均由美国天文学家 A・霍尔于 1877 年火星大冲期间发现。两颗卫星表面均布满撞击坑，其中火卫一的尺寸约为 28 千米 ×23 千米 ×20 千米，火卫二约为 16 千米 ×12 千米 ×10 千米。
截至 2014 年，全球共向火星发射了 42 个探测器，涵盖飞掠、环绕、着陆等多种探测方式，其中 7 个探测器成功实现火星表面着陆，传回的海量数据极大推动了人类对火星的认知。
值得关注的是，中国首个火星探测器 “天问一号” 于 2020 年 7 月 23 日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空。截至 2020 年 10 月 28 日，其已在轨飞行 97 天，距地球约 4400 万千米，累计飞行路程约 2.56 亿公里，为中国的火星探索事业开启了崭新篇章。
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