火星（英语：Mrs；拉丁语：Mrtis；天文符号：），是距离太阳第四近的行星，也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星，为太阳系里四颗类地行星之一。
欧洲古称火星为“马尔斯[43]”，古罗马神话中的“战神”，也被称为“红色星球”。古汉语中则因为它荧荧如火，位置和亮度时常变动而称之为荧惑。
其橘红色外表是因为地表被赤铁矿（氧化铁）覆盖，火星的直径约为地球的一半，自转轴倾角和自转周期则与地球相近，但公转周期是地球的两倍。火星亮度最高可达-2.9等，但在大部分时间里比木星暗。[1]
火星大气以二氧化碳为主（95.3%），既稀薄又寒冷，遍布撞击坑、峡谷、沙丘和砾石，没有稳定的液态水。南半球是古老、充满撞击坑的高地，北半球则是较年轻的低地平原。火星上最大的火山—奥林帕斯山和最大的峡谷—水手号峡谷。火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二，形状不规则，可能是捕获的小行星。根据观测的证据，在火星观察到类似地下水涌出的现象，南极冰冠有部分退缩，雷达数据显示两极和中纬度地表下存在大量的水冰。
火星有美国宇航局和欧洲发射的四艘在轨环绕探测器，分别是奥德赛号、火星快车号、火星全球勘测者和MAVEN火星探测器。表面还有多个美国的火星车，如好奇号、洞察号以及结束任务的火星探路者号、凤凰号、勇气号和机遇号等等。[13]
2021年5月15日，科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认，“天问一号”着陆巡视器成功着陆于预选着陆区，中国首次火星探测任务取得圆满成功。
命名
古罗马人称火星为“玛尔斯”，是罗马神话中的“战神”，古巴比伦人也称为“红色星球”，因其为红色。
在中国，取其“荧荧如火、亮度与位置变化甚大使人迷惑”之意，命名“荧惑”。《尚书·舜典》记载：“在璿玑玉衡以齐七政。”孔颖达疏：“七政，其政有七，于玑衡察之，必在天者，知七政谓日月与五星也。木曰岁星，火曰荧惑星，土曰镇星，金曰太白星，水曰辰星。”现今则取名“火星”。[39]
自转与公转
公转
火星与太阳平均距离为1.52A（天文单位），近日点1.38A，原地点1.67A，公转周期为687地球日，1.88地球年（以下称年），或668.6火星日。平均火星日为24小时39分35.244秒，或1.027491251地球日。在地球，火星肉眼可见，亮度可达-2.9，只比金星、月球和太阳暗，但在大部分时间里比木星暗。
自转
火星自转轴倾角为25.19度，和地球的相近，因此也有四季，只是季节长度约为两倍。由于火星轨道离心率大约为0.093（地球只有0.017），使各季节长度不一致，又因远日点接近北半球夏至，北半球春夏比秋冬各长约40天。2009年10月26日为北半球春分，2010年5月13日为夏至，北半球处春季。
火星轨道和地球的一样，受太阳系其他天体影响而不断变动。轨道离心率有两个变化周期，分别是9.6万年和210万年，于0.002至0.12间变化；而地球的是10万年和41.3万年等，于0.005至0.058间变化（见米兰科维奇循环），火星与地球最短距离正慢慢减小。至于自转轴倾角，火星是25.19度，但可由13度至40度间变化周期一千多万年，不像地球的稳定处于22.1和24.5度间，是因为火星没有如月球般的巨大卫星来维持自转轴。也因没有大卫星的潮汐作用，火星自转周期变化小，不像地球的会被慢慢拉长，因此现今两行星的自转周期相近只是暂时现象。
发现历史
极地冰冠
2007年3月，NASA的一项研究表明南极冠的冰假如全部融化，可覆盖整个星球。推论有更大量的水冻在厚厚的地下冰层rysphere），只有当火山活动时才有可能释放出来。史上最大的一次是在水手谷形成时，大量水释出，造成的洪水刻划出众多的河谷地形，流入克里斯平原。另一次较小的一次，是在五百万年前科伯洛斯槽沟（CerbersFsse）形成时，释出的水在埃律西姆平原（Elysi）形成冰海，至2019年仍能看见痕迹。
对于火星上有冰存在的直接证据在2008年6月20日被美国宇航局的凤凰号发现，凤凰号在火星上挖掘发现了八粒白色的物体，当时研究人员揣测这些物体不是盐（在火星有发现盐矿）就是冰，而四天后这些白粒就凭空消失，因此这些白粒一定升华了，盐不会有这种现象。火星全球勘测者所照的高分辨率照片显示出有关液态水的历史。尽管有很多巨大的洪水道和具有树枝状支流的河道被发现，还是没发现更小尺度的洪水来源。推测这些可能已被风化侵蚀，表示这些河道是很古老的。
火星全球勘测者高解析照片也发现数百个在陨石坑和峡谷边缘上的沟壑。它们趋向坐落于南方高原、面向赤道的陨石坑壁上。因为没有发现部分被侵蚀或被陨石坑覆盖的沟壑，推测他们应是非常年轻的。有个特别引人注目的例子。短短6年，这个沟壑又出现新的白色沉积物。NASA火星探测计划（MrsPrgr）的首席科学家麦克·梅尔（MhelMeyer）表示，只有含大量液态水才能形成这样的样貌。而水是出自降水、地下水或其他来源仍是一个疑问。不过有人提议，这可能是二氧化碳霜或是地表尘埃移除造成的。11米深。另外，地下的水冰永冻土可由极区延伸至纬度约60°的地方。[7]
探索生命
2000年，一块火星陨石在美国于南极洲发现，编号为ALH84001的碳酸盐陨石。美国国家航空航天局声称在这块陨石上发现了一些类似微体化石结构，有人认为这可能是生命存在的证据[29]，但有人认为这只是自然生成的矿物晶体。但直到2004年，争论的双方仍然没有任何一方占据上风。海盗号（Viking）探测器曾做实验检测火星土壤中可能存在的微生物。实验限于维京号的着陆点并给出了阳性的结果，但随后即被许多科学家所否定。这是正在进行中的争议。
现存生物活动也是火星大气中存在微量甲烷的解释之一，但通常人们更认同其它与生命无关的解释。将来人类若对外星殖民，由于火星的友善条件（同其他行星相比，火星最像地球），火星很可能是首选目的地。太空存活藻类或帮助人类在火星耕作。国际空间站实验幸存的水藻分别是源于挪威斯瓦尔巴群岛的球囊藻和来自南极的念珠藻。[30]
2022年9月，据英国《新科学家》杂志网站报道，美国国家航空航天局（NASA）的“毅力”号火星探测器在火星上发现了大量有机分子——被认为是生命组成部分的含碳分子，这些物质的发现或使火星干涸的河流三角洲地区成为寻找生命的理想之地。NASA和欧洲空间局将在2026年向火星发射两台航天器，其中一台将于2028年在火星着陆[46]。
2022年12月，施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然-天文学》最新发表一篇行星科学论文称，火星北部平原底下可能有一个直径约4000千米的活跃地幔柱，该地幔柱会引起火星壳抬升，并将热岩浆送到火星表面。这个地幔柱位于火星的埃律西昂平原(Elysi)，或许解释了该地区的火山和地震活动。[51]
2022年12月26日，火星的北半球进入春季，南半球进入秋季，蔓延火星全球的沙尘暴季节也宣告结束。开启了火星第37个新年。[52]
2023年4月，中国地质大学（武汉）研究团队首次在火星横向风成脊表面识别出小型多边形裂隙。[57]
2023年6月14日，一个由多国行星科学家组成的研究团队，从“洞察”号火星探测器探测到的数据中发现，火星内部质量存在异常，或许其有一个全液态的核心。相关研究结果发表在《自然》杂志上。
火星距离地球最近时约为5500万公里，最远时距离则超过4亿公里。两者之间的近距离接触大约每15年出现一次。1988年火星和地球的距离曾经达到约5880万公里，而在2018年两者之间的距离达到5760万公里。但在2003年的8月27日火星与地球的距离仅为约5576万公里，是6万年来最近的一次。不过据天文学家推算，在从公元1600年到2400年这800年间，火星与地球的近距离只能排在第三位。根据推算结果，到2366年9月2日，两者之间的距离将为约5571万公里。而到2287年8月28日，两者将更为接近，距离为约5569万公里。一般来说，火星和地球距离近的年份是最适合登陆火星和在地面对火星观测的时机。[2]
天文数据
卫星光环
火星有两个天然卫星：火卫一，和火卫二，形状不规则，可能是捕获的小行星。火卫一（Phbs，英语发音“FOHbs”中译：弗铂斯）呈土豆形状，一日围绕火星3圈，距火星平均距离约9378公里。它是火星的两颗卫星中较大也是离火星较近的一颗。火卫一与火星之间的距离也是太阳系中所有的卫星与其主星的距离中最短的，从火星表面算起只有6000千米。它是太阳系中最小的卫星之一，也是太阳系中反射率最低的天体之一。火卫一上有一个巨大的撞击坑，叫斯蒂克尼撞击坑，由于轨道离火星很近，火卫一的转动快于火星的自转。因此从火星表面看火卫一从西边升起，在4小时15分钟或更短的时间内划过天空在东边落山。由于轨道周期短以及潮汐力的作用火卫一的轨道半径在逐渐变小，最终它将撞到火星表面，或者破碎形成火星环。
火星卫星
火卫二（Deis，中译：戴摩斯）是火星最小的一颗卫星，平均半径为6.2千米（3.9英里），逃逸速度为5.6/s（20k/h）。它是火星较小和较外侧的已知卫星，另一颗是火卫一。火卫二与火星的距离是23460千米（14580英里）以30.3小时的周期环绕火星，轨道速度为每秒1.35公里。在希腊神话中Deis是阿瑞斯（Ares）与阿芙罗狄蒂（Aphrdite）的另一个儿子。“Deis”在希腊语中意味着“惊慌”。
火星环境
温度
纪录片意想不到！童年时期的火星温暖湿润地球却荒凉充满毒气
火星的轨道是椭圆形。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160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（开尔文，温度单位，即从绝对零度-273.15℃开始的摄氏度）（-55℃，-67℉），但却具有从冬天的140K（-133℃，-207℉）到夏日白天的将近300K（27℃，80℉）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。[41]
2008年7月31日，美国航空航天局科学家宣布，凤凰号火星探测器在火星上加热土壤样本时鉴别出有水蒸气产生。
2013年3月初，美国宇航局“好奇”号火星车发现火星岩石中存在含水矿物质的可靠证据，该岩石样本位于之前“好奇”号挖掘发现黏土层的邻近位置。“好奇”号科学小组宣称，科学家对该火星车挖掘的泥岩岩石粉末样本分析表明，火星远古时期的环境状况适宜微生物生存。3月18日（美国东部时间），美国德州月球和行星科学会议发布的一份新闻简报证实了另一项发现，表明挖掘地点之外的区域也存在着含水物质。研究人员使用“好奇”号火星车上的红外观测相机，以及能够释放中子至火星表面的勘测仪器，他们发现之前“好奇”号抵达的含黏土岩层地点邻近区域也存在着更多的水合矿物质。[41]
水合矿物质分布
2013年12月9日，NASA公布“火星好奇号”机器人拍摄到火星盖尔环形山图片。科学家表示，好奇号在附近进行勘探并且发现可能存在水的可能；虽然没有直接找到水，但科学仪器表明可能性非常大。
2015年03月06日，科学家称火星表面曾非常湿润，含水量超过北冰洋。[8]美国宇航局行星科学部门主管吉姆·格林（JiGreen）指出，对火星大气开展的一项研究显示这颗行星的几乎整个北半球在历史上都曾经被深度达到1英里左右的水体所覆盖。这项研究还发现火星地表直到大约12亿年前还存在着大量的水体[9]。
2015年9月29日，美国宇航局称最新证据表明此前在火星表面一些陨坑坑壁上观察到的神秘暗色条纹可能与间歇性出现的液态水体有关。来自卫星的数据表明这些坑壁上的暗色条纹可能是含盐水体沉积过程产生的结果。尤为关键的一点在于，这种含盐水体将能够改变火星表面水体的冰点与沸点，从而使得液态水体在火星地表的存在成为可能。[10]
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