第7章 第六章
火星
如果有哪位游客从太阳出发，那么距日149 000 000千米(1)的地球会是他在旅途中遇到的第三颗行星；若要探索除地球之外的宜居星球，我们此刻就该在火星上登陆；从地球出发继续星际旅程，下一站将会抵达火星。
这颗行星的名字家喻户晓，再没有哪颗行星能像火星这样被人们津津乐道，这要多亏大名鼎鼎的火星“运河”传说，或者那些关于火星人向我们发来“信号”的作品……
火星会周期性地出现在我们上空，这颗华丽的星球喷射出的橙色火焰必然会引人侧目。古人相信在这片惹人注目的火红色中看到了血光，于是战神的名字就这样被赋予在了火星身上。
尽管火星没有金星离我们那么近，但奇怪的是，火星研究更为容易，因为当它距离地球最近时，正面被照亮，因而可以在最佳条件下供我们观测。
如火星平面球形图所示，在1882—1888年火星冲日期间，斯基亚帕雷利观测到火星上成对出现的暗线（有人认为它们就是火星上的运河）。 Sud：南 Nord：北
(1) 现测定为149 597 870千米。
火星的轨道及其运动
火星运行轨道的偏心率导致它与太阳的距离远近不一。事实上，火日之间的平均距离为227 700 000千米，在近日点时火星距离太阳206 000 000千米，在远日点时又退至离太阳248 000 000千米(1)。
因此，火星轨道完全不与地球轨道同心。正如图例所示，在某一点上，火星与地球的距离可以减小至56 000 000千米，而在相对的另一点上二者之间的距离增至99 000 000千米。当火星与地球与太阳处于同一条线上时，火星冲日，但每次冲日的火星与地球的距离都不同。这些差异会对观测的难易程度产生明显的影响。
火星轨道与地球轨道之间的关系。由于双方轨道的偏心率，火星与地球之间的距离极不规律。冲日发生在地球位于T而火星位于M的时候，这时火星与地球的距离最近（火星大冲发生在8月）；相反，当冲日发生在位置T’M’的时候，火星离我们要远得多。位置T和位置M’是两颗行星距离最远的时候。图中还标出了火星自转轴倾斜于轨道平面，由此导致了火星的四季更替。 Equinoxe de Printemps bor éal：北半球春分；Equinoxe d' Automne austral：南半球秋分；Equinoxe d' Automne bor é al：北半球秋分；Equinoxe de Printemps austral：南半球春分；Solstice d' Hiver bor é al：北半球夏至；Solstice d' Er é austral：南半球冬至；Solstice d' Eré bor é al：北半球冬至；Solstice d' Hiver austral：南半球夏至；Aph élie：远日点；P é rihélie：近日点；Le p le Nord de Mars est inclin é vers la Terre：火星的北极倾斜向地球；Le P le Sud de Mars esr inclin é vers la Terre：火星的南极倾斜向地球；Grand axe de l' orbite de Mars：火星轨道长轴；Orbite de la Terre：地球轨道；Orbite de Mars：火星轨道；20 Mars：3月20；21 Juin：6月21日；21 Sept：9月21日；21 Dec.：12月21日
火星公转一周需要686天23小时，由于火星的公转速度比地球慢，所以平均每780天这两颗星球会运行到同时与太阳处于同一条线的位置上，就像钟表的两根指针会周期性地重合；但同钟面一样，这些会合位置连续分布在轨道上。事实上，780天的周期等同于地球公转两周再加上50天，在这些超出的天数里，地球会超出火星一大截。见图示，地球在T位置而火星在M位置时，两颗行星之间的距离最小，下一次火星冲日的位置会发生改变（朝箭头的方向），挪动的距离就是地球在50天内运行的距离，大约等同于地球轨道圆周1/7的角度；但由于轨道偏心率，每次火星和地球的间距都会大于前一次，直到它们运行至T’M’，此时火星再次冲日，从这一点开始，火星与地球之间的距离逐渐缩减直到最小。这一完整的冲日周期为15年，在此期间共发生7次火星冲日，我们将着重考察这些观测结果，分析火星在不同会合周期之间的差异。
(1) 现测定火星的平均距日距离为227 900 000千米，近日点的距日距离为207 000 000千米，远日点的距日距离为249 000 000千米。
火星的尺寸和要素
sur Mars：在火星上；sur la Terre：在地球上 在火星和地球上的重力作用：某个自由落体一秒钟内在两个星球上分别经过的距离。
与地球相比，火星的尺寸微不足道，因为它的直径几乎是地球的一半：6800千米，而我们的星球则长达12 756千米(1)。根据这一对比可知，地球的面积是火星的3.6倍，体积大约是火星的7倍。另外，构成火星的物质的平均密度只有3.8（地球密度是5.32），又已知火星的体积，有人计算发现，火星表面的重力强度比地球小得多。例如，地球上重达1千克的物品在火星上的重量下降至370克。
因此，一个肌肉发达的地球人能够在火星上举起3倍重的负荷，又由于他的体重在火星上更轻，他能在火星上像表演杂技一般跑跳。还需注意的是，火星上的自由落体在降落的第一秒钟内只能通过1.87米，但在地球上一秒钟内能下落4.90米。
地球与火星的大小比较
由于火星上的重力强度较小，地球人用他的肌肉力量便可以在火星上轻而易举地越过障碍物。
火星的尺寸以及由此产生的诸多结果与地球相差如此之大，但它的自转运动和地球非常相像。此处，我们不再需要面对金星研究那样令人失望的不确定性。
人们从早期的观测中发现了火星表面各种各样轮廓十分清晰的斑点，这也立即证实了卡西尼所估算的火星自转周期（24小时40分钟）。随着观测活动的不断增加，人们极为精确地计算出24小时37分钟22秒64毫秒这一火星自转周期，目前这一数值终于得到了公认。因此，火星上的白天和黑夜只比地球上的多了几分钟而已。同样，火星季节的更迭也与地球相似。因为火星的轴倾角为25度10角分，只比地球多倾斜了一点(2)，因此在火星与地球相同的纬度上，夏季白天长夜晚短，冬季白天短夜晚长，但火星上四季持续的时间更长。火星上的一年是地球上的两倍之久，所以火星上的四季也相应增加了1倍时长。要注意的是，由于火星轨道的偏心率，各个季节的持续时间不同。拿北半球来说，春夏秋冬分别为191、181、149和147个火星日；另一个半球对应的四季时长为春季149天，夏季147天，秋季191天，冬季181天。
有了这些数据，我们现在才能明确火星在望远镜中的样貌。
由于火星与地球之间的距离不等，火星的视直径大小也不一。
(1) 现测定火星半径为3397千米（约0.53个地球半径），即直径6794千米，密度3.943克/立方厘米。
(2) 现测定火星自转轴倾角为25.19度，地球自转轴倾角为23.45度。
我们如何观测火星
为了论述完整，此处我们还要对火星在轨道上的运动情况做进一步解释。火星运动与地球运动的组合使得我们可以周期性地观测到火星。
我们在
如果有哪位游客从太阳出发，那么距日149 000 000千米(1)的地球会是他在旅途中遇到的第三颗行星；若要探索除地球之外的宜居星球，我们此刻就该在火星上登陆；从地球出发继续星际旅程，下一站将会抵达火星。
这颗行星的名字家喻户晓，再没有哪颗行星能像火星这样被人们津津乐道，这要多亏大名鼎鼎的火星“运河”传说，或者那些关于火星人向我们发来“信号”的作品……
火星会周期性地出现在我们上空，这颗华丽的星球喷射出的橙色火焰必然会引人侧目。古人相信在这片惹人注目的火红色中看到了血光，于是战神的名字就这样被赋予在了火星身上。
尽管火星没有金星离我们那么近，但奇怪的是，火星研究更为容易，因为当它距离地球最近时，正面被照亮，因而可以在最佳条件下供我们观测。
如火星平面球形图所示，在1882—1888年火星冲日期间，斯基亚帕雷利观测到火星上成对出现的暗线（有人认为它们就是火星上的运河）。 Sud：南 Nord：北
(1) 现测定为149 597 870千米。
火星的轨道及其运动
火星运行轨道的偏心率导致它与太阳的距离远近不一。事实上，火日之间的平均距离为227 700 000千米，在近日点时火星距离太阳206 000 000千米，在远日点时又退至离太阳248 000 000千米(1)。
因此，火星轨道完全不与地球轨道同心。正如图例所示，在某一点上，火星与地球的距离可以减小至56 000 000千米，而在相对的另一点上二者之间的距离增至99 000 000千米。当火星与地球与太阳处于同一条线上时，火星冲日，但每次冲日的火星与地球的距离都不同。这些差异会对观测的难易程度产生明显的影响。
火星轨道与地球轨道之间的关系。由于双方轨道的偏心率，火星与地球之间的距离极不规律。冲日发生在地球位于T而火星位于M的时候，这时火星与地球的距离最近（火星大冲发生在8月）；相反，当冲日发生在位置T’M’的时候，火星离我们要远得多。位置T和位置M’是两颗行星距离最远的时候。图中还标出了火星自转轴倾斜于轨道平面，由此导致了火星的四季更替。 Equinoxe de Printemps bor éal：北半球春分；Equinoxe d' Automne austral：南半球秋分；Equinoxe d' Automne bor é al：北半球秋分；Equinoxe de Printemps austral：南半球春分；Solstice d' Hiver bor é al：北半球夏至；Solstice d' Er é austral：南半球冬至；Solstice d' Eré bor é al：北半球冬至；Solstice d' Hiver austral：南半球夏至；Aph élie：远日点；P é rihélie：近日点；Le p le Nord de Mars est inclin é vers la Terre：火星的北极倾斜向地球；Le P le Sud de Mars esr inclin é vers la Terre：火星的南极倾斜向地球；Grand axe de l' orbite de Mars：火星轨道长轴；Orbite de la Terre：地球轨道；Orbite de Mars：火星轨道；20 Mars：3月20；21 Juin：6月21日；21 Sept：9月21日；21 Dec.：12月21日
火星公转一周需要686天23小时，由于火星的公转速度比地球慢，所以平均每780天这两颗星球会运行到同时与太阳处于同一条线的位置上，就像钟表的两根指针会周期性地重合；但同钟面一样，这些会合位置连续分布在轨道上。事实上，780天的周期等同于地球公转两周再加上50天，在这些超出的天数里，地球会超出火星一大截。见图示，地球在T位置而火星在M位置时，两颗行星之间的距离最小，下一次火星冲日的位置会发生改变（朝箭头的方向），挪动的距离就是地球在50天内运行的距离，大约等同于地球轨道圆周1/7的角度；但由于轨道偏心率，每次火星和地球的间距都会大于前一次，直到它们运行至T’M’，此时火星再次冲日，从这一点开始，火星与地球之间的距离逐渐缩减直到最小。这一完整的冲日周期为15年，在此期间共发生7次火星冲日，我们将着重考察这些观测结果，分析火星在不同会合周期之间的差异。
(1) 现测定火星的平均距日距离为227 900 000千米，近日点的距日距离为207 000 000千米，远日点的距日距离为249 000 000千米。
火星的尺寸和要素
sur Mars：在火星上；sur la Terre：在地球上 在火星和地球上的重力作用：某个自由落体一秒钟内在两个星球上分别经过的距离。
与地球相比，火星的尺寸微不足道，因为它的直径几乎是地球的一半：6800千米，而我们的星球则长达12 756千米(1)。根据这一对比可知，地球的面积是火星的3.6倍，体积大约是火星的7倍。另外，构成火星的物质的平均密度只有3.8（地球密度是5.32），又已知火星的体积，有人计算发现，火星表面的重力强度比地球小得多。例如，地球上重达1千克的物品在火星上的重量下降至370克。
因此，一个肌肉发达的地球人能够在火星上举起3倍重的负荷，又由于他的体重在火星上更轻，他能在火星上像表演杂技一般跑跳。还需注意的是，火星上的自由落体在降落的第一秒钟内只能通过1.87米，但在地球上一秒钟内能下落4.90米。
地球与火星的大小比较
由于火星上的重力强度较小，地球人用他的肌肉力量便可以在火星上轻而易举地越过障碍物。
火星的尺寸以及由此产生的诸多结果与地球相差如此之大，但它的自转运动和地球非常相像。此处，我们不再需要面对金星研究那样令人失望的不确定性。
人们从早期的观测中发现了火星表面各种各样轮廓十分清晰的斑点，这也立即证实了卡西尼所估算的火星自转周期（24小时40分钟）。随着观测活动的不断增加，人们极为精确地计算出24小时37分钟22秒64毫秒这一火星自转周期，目前这一数值终于得到了公认。因此，火星上的白天和黑夜只比地球上的多了几分钟而已。同样，火星季节的更迭也与地球相似。因为火星的轴倾角为25度10角分，只比地球多倾斜了一点(2)，因此在火星与地球相同的纬度上，夏季白天长夜晚短，冬季白天短夜晚长，但火星上四季持续的时间更长。火星上的一年是地球上的两倍之久，所以火星上的四季也相应增加了1倍时长。要注意的是，由于火星轨道的偏心率，各个季节的持续时间不同。拿北半球来说，春夏秋冬分别为191、181、149和147个火星日；另一个半球对应的四季时长为春季149天，夏季147天，秋季191天，冬季181天。
有了这些数据，我们现在才能明确火星在望远镜中的样貌。
由于火星与地球之间的距离不等，火星的视直径大小也不一。
(1) 现测定火星半径为3397千米（约0.53个地球半径），即直径6794千米，密度3.943克/立方厘米。
(2) 现测定火星自转轴倾角为25.19度，地球自转轴倾角为23.45度。
我们如何观测火星
为了论述完整，此处我们还要对火星在轨道上的运动情况做进一步解释。火星运动与地球运动的组合使得我们可以周期性地观测到火星。
我们在