火星知识全解析：从自转公转到探寻生命_星球知识

摘要：2024年11月12日，火星即将迎来第38个新年。火星纪年始于地球时间1955年，如今我们站在当下，见证这一特殊时刻。中国科学院紫金山天文台科...

火星纪年始于地球时间 1955 年，如今我们站在当下，见证这一特殊时刻。中国科学院紫金山天文台科普主管王科超介绍，火星既绕太阳公转，又 “侧身自转”，其自转周期为 24 小时 37 分 22.7 秒，自转轴倾角达 25.19 度，与地球极为相似，因此火星也存在昼夜交替和四季变化。

由于火星距太阳较远，其公转周期约为 687 个地球日，即 1 个火星年约相当于 1.88 个地球年。近日，祝融号火星车拍摄到火星沙丘景象，引发人们对火星的好奇。接下来，让我们一同深入探索这颗红色星球的奥秘。火星知识全面解析.jpg

火星与地球：异同探究

火星，在古代中国被称为 “荧惑星”，是太阳系中的类地行星之一。其直径约为地球的一半，体积不足地球的六分之一，质量是地球的十分之一。火星距太阳 22794 万千米，约为日地距离的 1.5 倍。

与地球相似，火星自转轴与轨道平面夹角为 24°，存在四季更替，自转周期为 24 小时 39 分 35 秒，与地球昼夜长短相近。然而，火星公转周期长达 687 个地球日，接近地球的两年。火星大气极为稀薄，主要由二氧化碳（95%）、氮（3%）组成，含微量氧和水蒸气。因大气稀薄干燥，火星表面平均温度约为零下五六十摄氏度，昼夜温差远超地球。

火星为何呈红色？

在众多影视作品中，火星常被描绘为橙红色，用肉眼通过望远镜也能清晰观察到这一特征，这加深了它与 “火” 的联系。随着科学研究的深入，我们得知火星表面呈红色是因为存在氧化铁。在古老的火星时期，活跃的地质活动将铁元素带到表面，铁元素与氧原子经长时间化学反应形成稳定的氧化铁。随着火星逐渐冷却、地质活动沉寂，氧化铁便留在星球表面。

火星大气稀薄，尽管二氧化碳占比超 95%，但温室效应微弱。这种特殊大气成分导致日照和黑暗区域存在显著温差和气压差，进而形成风。火星表面极度干燥，长期受陨石冲击和风蚀，沙土变得细密。在狂风甚至全球性风暴作用下，红色沙尘被卷起并遍布全球，使火星看起来 “荧荧如火”。

火星上看太阳为何呈蓝色？

在地球上，我们看到的太阳是白色的，而在火星上，由于大气层的特殊性质，太阳呈现出蓝色调。火星大气层中 95% 的成分是二氧化碳，这种独特组成使其主要吸收太阳光中的红色光谱。当太阳光经过火星大气层折射和散射后，呈现出偏向冷色调的蓝色。这一现象与沙尘暴天气类似，大气中永久存在的尘埃散射掉暖色调的红光，使火星呈现红色，而被尘埃吸收的蓝色光在太阳接近地平线时更为明显，此时吸收蓝色光的浮尘埃层格外醒目，导致太阳呈现蓝色外观。

火星上是否存在水和生命？

地球物理学家通过探测火星内部地震活动，发现该星球地下蕴藏大量液态水，甚至可能存在汪洋大海。根据 “洞察” 号探测器数据，科学家推断这些地下水足以覆盖整个火星表面，深度约在 1 至 2 公里。这一发现为探索火星生命提供了重要线索，也有助于深入研究火星地质历史，因为理解火星水循环对其气候、地表和内部结构演变至关重要。此前，河道、三角洲、湖泊沉积物以及水蚀岩石等迹象，均佐证了火星表面曾有水流活动的推测。

尽管在 30 多亿年前火星失去大气层后，湿润时期结束，但新研究表明大部分水并未逸散到太空，而是被地壳截留。在地球上，深邃矿井和海洋底部都有生命存在。虽然目前尚未在火星上发现生命迹象，但至少已找到理论上能够维持生命的环境，相关研究已发表在《美国国家科学院院刊》上。

纪录片：引领孩子探索火星奥秘

为纪念天问一号火星探测器成功着陆火星一周年，国家航天局与中央广播电视总台联合打造了大型科学纪录片《你好！火星》。该纪录片共五集，每集时长三十分钟，展现了人类探索火星面临的技术难题，全景回顾天问一号任务各环节及辉煌成就，彰显新时代中国航天人的奋斗精神。

第一集：启程

夜空中，闪耀着独特红光的火星是地球的近邻。2020 年 10 月 14 日火星冲日，火星与地球距离缩短至不足 6300 万公里，为观测和探测提供了绝佳机遇。同年 7 月，飞向火星的发射窗口开启，中国首个火星探测器天问一号整装待发，踏上行星探测征程。

第二集：旅途

天问一号在飞向火星途中面临诸多挑战。2020 年 7 月 23 日 13 时 17 分，长征五号火箭将天问一号探测器精准送入地火转移轨道，使其获得每秒超过 11.2 公里的飞行速度。随后，天问一号与火箭分离，独自踏上前往火星的旅程。这个重达 5 吨的探测器，成为人类历史上飞往火星的最重探测器。其前部进入舱像馒头，内藏着陆平台和火星车，后部是环绕器。在近 7 个月的漫长旅途中，天问一号将飞行近 5 亿公里。