神奇的火星
火星离我们并不近，如果地球到太阳的距离是1，火星到太阳的距离平均距离是1.5；火星绕太阳公转轨道的偏心率为0.09，在八大行星中，火星的偏心率最大，其公转轨道为椭圆形。火星的轨道半长径约为1.52个天文距离单位，它绕太阳公转一周要686.98日，差不多比地球的一年长一倍；自转周期为24小时37分23秒，其一天的长度几乎和地球相同。火星的自转轴也有一个25°的倾角，与地球的23.5°差不多。因此，火星上也有四季变化，每季长度约相当于地球上两个季节的长度。
火星在椭圆轨道上运行时，与地球的距离有较大幅度的变化。火星与地球的会合周期是779.87天，即大约每隔两年两个月，火星接近地球一次。当地球和火星运行到太阳的同一侧，并差不多排列在一条直线时，称为火星冲日。冲日前后火星与地球的距离最近，但每次的距离又各不相同，在5570万至12000万千米之间变化。由于火星的椭圆轨道偏心率大，每隔15—17年有一次与地球相距特别近的冲，称为大冲，那时是观测火星的最佳时刻。
火星上那些“有规则”的“运河网”，实际上并不存在。近年的火星考察发现，火星表面存在着大量长短参差不齐的干涸“河床”，这些奇特的“河床”纵横交错，达几千条之多，形成一个分布广泛的“河网”，其中最长的达1500千米，最宽的达60千米。
由着陆火星表面的“海盗”号探测器发回的探测资料表明，这些宽阔的“河床”内，只有乱石和沙洲，连一滴水也未曾找到。但河床的结构不能排除它们是火星上古江河留下的痕迹，水分早已被蒸发或者流入乱石和沙洲之下的可能性。
“河渠”被误译成“运河”后，一词之差竟引起了一场科学史上近百年的大误会。开凿运河者必定是高级智慧动物、能开挖如此庞大的火星运河的“火星人”，自然地成为地球人关注的焦点。一时间天文学家纷纷把天文望远镜对准火星，渴望观测到火星运河和开凿运河的“火星人”。美国天文学家洛威尔甚至变卖了自己的家产，在远离市区的沙漠高地上建立私人天文台，连续观测火星10多年，声称看到了500多条火星运河，并绘制出火星河网图。
20世纪40年代，前苏联学者季霍夫还在大学中开设“天体植物学”课程。甚至在1958年，前苏联一位教授作出了惊人之语：火星的两颗卫星是“火星人”在史前时期为保存他们的文明而发射的“太空博物馆”。
关于“火星运河”和“火星人”的争论，随着空间探测技术的发展自然结束了。在火星表面工作了6年之久的“海盗”号探测器，发回了大量的实地勘察资料，经过分析研究，基本上否定了火星生命的可能性。
环绕火星运转的有两颗卫星，即火卫一和火卫二。这两颗卫星于1877年火星大冲时，由美国的天文学家A.霍尔发现。火卫被发现后，一直受到天文学家们的关注。
“水手9号”就近观测了火星的这两个小月亮，拍摄了它们的特写镜头。原来它们是两块表面坑坑洼洼的大石头，很像两个病马铃薯，属于不规则卫星。
这两颗卫星几乎都在火星的赤道平面上运行。两者的轨道半长径分别为9380和23500千米，相当于火星半径的2.8和6.9倍，说明它们的轨道接近火星。这两颗卫星环绕火星的公转周期与它们的自转周期同步。与月球始终以一面朝向地球的情况一样。火卫一的大小是：长28千米，宽23千米，高20千米；火卫二是：长16千米，宽12千米，高10千米。由于火卫一环绕火星的公转周期比火星的自转周期短，因此造成一种奇特的现象：从火星表面看来，火卫一每天西升、东落两次。“海盗号”探测器发现两个火卫上均有许多被撞击的陨石坑，甚至在一些老的陨石坑上还叠加有新的陨石坑。最大的陨石坑是火卫一上的斯蒂尼陨石坑，其直径约8千米。
关于火星卫星的起源，有俘获说和吸积说两种学说，我们前面已经提及。
这两颗卫星是地月系之外最容易被人登陆的地方。用天文望远镜观测火星时，有时能看到像黄色云那样的东西，云的形状和大小是变化的，而且往往是由大气低层向高层，由局部向更广阔的区域发展开去，甚至发展到半个乃至整个火星表面，使火星变得暗淡和面目模糊，朦胧一片，什么也看不清楚。这就是所谓的火星大尘暴。
地球上某些地区有时也发生尘暴，飞沙走石，遮天蔽日，只是地球上最大的尘暴也远比不上火星的尘暴。据估计，一次火星大尘暴扬起的尘埃总量可以达到100亿吨以上。火星大尘暴的时间非常长，远非地球上的尘暴所能相比。
1971年8月，是10多年来观测火星的一次最好机会，那年5月底，以探测火星为主要任务的“水手9号”探测器发射成功，开始奔向探测目标。当时，远在好几千万千米之外的火星的气象条件是相当不错的。7月份，探测器才上路一个多月，只走了约1／3的路程，地面观测发现火星面上出现了黄云，表明那里开始刮起了大风，是即将出现大尘暴的迹象，表面变得一天比一天更加昏暗和模糊。11月，“水手9号”到达火星附近时，大尘暴已经发展成为全球性的，从火星表面直到七八十千米的高空，统统被尘埃笼罩着。火星表面风尘滚滚，什么也看不清楚，更不要说观测细节了。那时，火星上的风速特别大，大致为每秒180米以上。在地球上，一般把风力极大的台风定为12级，它的风速在每秒35米左右，即使是18级特大台风，风速也只有每秒60多米，与火星上的风速相比，真是天壤之别。“水手9号”探测器只得在环绕火星飞行的同时，耐心地等待着，一直等了两三个月，这场大尘暴才慢慢平息下来，火星大气重新恢复宁静，表面也变得清晰可见。1971年的这场尘暴是迄今所观测到的最大尘暴，也是在其他行星上从未见过的。
火星大气非常稀薄，密度还不到地球大气的1％。在这种情况下想要形成一定的风力，而使尘粒移动和上升，风速至少也得有每秒四五十米。
谁能做到这一点呢？一些人认为是这样的：由于火星上空气稀薄，又很干燥，昼夜的温度差本来就不小。火星绕太阳的公转周期是687天，每隔这么一段时间，火星运行到轨道近日点时，太阳对它的加热作用达到最大，比在远日点时大一半左右。其结果是空气得到更多的热量，温差变化更大，空气更不稳定，热空气上升引起尘埃飞扬的开始。而一旦升在空中，它们就会吸取更多的热量，变得更热，更急剧上升。别处的空气也就以更快的速度跑来补充，形成强劲的地面风。地面风把更多的和更大的尘粒吹起来，形成更大的尘暴。尘暴就这样由小变大，向四面八方蔓延开去，形成罕见的大尘暴。
当尘暴把整个火星都笼罩起来后，由于尘粒的遮挡，太阳对低层大气和火星表面的加热作用明显减小，表面附近的温差减小，风必然减弱，尘暴也就开始衰退。风逐渐减小乃至完全平息下来，飘浮在空中的各种不同大小的尘粒，也就逐渐沉降到表面上来。由于大量尘粒的迁移，局部地形会有所改变，但一次尘暴就这样的烟消云散地过去了。
在火星极冠边缘和亚热带高地等处，风比较强的一些地方，区域性的尘暴时有发生。在每个火星年当中，这样的区域性尘暴有可能达到百次左右，一般都要好几个星期才平息。这真可以看作是火星上的一大特征和奇观。从区域性尘暴发展成为全球性大尘暴，每个火星年中有一二次。使人感兴趣和纳闷的是，尘暴的发源地多数都是在火星的南半球，而特大尘暴的发源地似乎更是局限在几个特定的地区，像海腊斯盆地以西几百千米的诺阿奇斯地区。有人解释为火星北半球地势比较高，南半球就自然成为一个高度逐渐降低的斜面，由于南、北两半球之间存在的温度差，每当北半球高纬度地区形成了一股强风，它就会沿着斜面向南半球劲吹，尘埃就随着强风滚滚而来，风越刮越大，尘埃也越来越多，终于在南半球形成可以席卷全球的大尘暴奇观。
上述解释大体上讲了大尘暴是什么样的，但没有完全讲清楚为什么是这样的，因此不是令人十分满意的。
按说，火星大气的密度那么稀薄，对扬起尘暴、特别是大尘暴，是个不利因素，每秒数十米到上百米的大风怎么会那么容易刮起来呢？不仅风速之大，而且时间之长，都达到了我们几乎无法理解的程度。这究竟是怎么回事呢？
再说，那些与特大尘暴有关的特定区域，究竟是些什么样的地区呢？是由于地形特殊，还是由于其他什么原因，而成为多数尘暴的发源地呢？真正的、具体的原因是什么？
另外，如果说火星运行到轨道近日点时会发生大尘暴，那么，并非每个火星年的同一时候，都发生全球性的大尘暴，而所发生的大尘暴，其发展速度和规模等也不尽相同。可见，尘暴发源地所提供的条件一定是受到了某些因素的影响，这是些什么因素呢？
这些，都需要根据已经掌握的资料，作进一步的分析和论证，科学家期望着今后发射的新的火星探测器和着陆器，能够提供更加能说明问题的数据和证据。人类登上火星，进而在那里建立基地，并不是可望而不可及的事情了。21世纪的某个时候，人类的足迹真的踏上了火星，大尘暴的种种谜团最终会得到揭穿。
火星生命的探索
最富传奇色彩的火星是否有过生命存在，是科学家们不断猜测和争论的问题。
1975年8月20日和9月9日，美国又先后发射了“海盗1号”和“海盗2号”自动探测飞船，并分别在1976年6月19日和8月7日进入了火星轨道。专门用于研究火星生命的这两个探测飞船的着陆舱则分别在同年7月20日和9月3日在火星表面实现了软着陆。着陆舱从火星表面向地球传送了它拍摄的火星图像；自动实验室化验了火星土壤。母船在火星轨道上对火星进行观测，绘制火星表面地形图。“海盗1号”探测器也拍摄到了类似埃及金字塔的“废墟”。在“金字塔城”东侧9千米处竟还发现了形状类似于人类的石质结构体以及奇特的黑色圈形成体。
1971年5月19日，前苏联发射“火星2号”自动探测飞船，同年11月27日成为前苏联的第一颗人造火星卫星；紧接着，1971年5月28日前苏联又发射“火星3号”探测飞船，其着陆舱从探测飞船本体分离后于12月2日在火星表面软着陆。其后，前苏联又多次发射火星探测器，其中火星5号、6号和7号进入火星轨道后，拍摄了大量照片，获取了火星大气资料。
美国的一大批科学家对“水手9号”“海盗1号”和“海盗2号”等探测飞船拍摄的火星表面照片和收集的土壤化验数据进行多年研究后认为，在火星的两极有水，在其表面也有水；离表面0.8千米深处可能还有液态水。火星的水比人们曾估计的要多得多。探测到的信息还确定，在火星上发现了尘旋风，高达0.5～7英里，这说明太阳足以使火星大气变暖并显著地升温。
对于火星上是否存在过生命，海盗号探测飞船获得的信息使科学家得出了否定的结论，这未免使人有些失望。
前苏联的专家对美国科学家关于火星上没有生命存在的论点提出怀疑。第一，他们认为探测飞船着陆舱着陆点是两个偶然点，在它的表面很难发现什么。第二，探测方法本身不完善。举例说，利用单个仪器也不可能在地球南极就地发现生物活动。如果把标本取回放在温暖的地方，给微生物提供大量生长条件，可能会发现生物活动。现在知道，尽管地球南极的严酷气候条件十分接近火星，但那里仍然蕴藏着生命。所以前苏联专家认为目前还不能排除在火星上发现某种生命原始形态的可能性。
不管是美国还是俄罗斯科学家，下一步的目标是把火星标本带回地球，利用一切最完善的科学手段对它进行研究。海盗探测飞船所绘制的火星表面详图，将为今后发射载入火星飞船选择最好的着陆点。
1996年8月6日美国国家宇航局（NASA）宣布了一则消息：对一个名为ALH84001的陨石进行的研究表明，在火星上可能有生命的痕迹，这在全世界引起了很大的反响。科学界有两种不同的观点，对此争论不休。
在1996年中获得的这一研究成果在宣传界引起了轩然大波。科学界争论的双方唯一的共识是：需要更多的论据以支持各自的观点。
十分幸运的是，NASA已开始着手安排火星的探测工作，在2005年前要发射一系列的火星探测器，以便从火星上取回样品。这些探测器代表着今后10年开发火星的最高水平。这项计划从1996年发射“火星全球勘测者”和“火星探路者”两个探测器开始，大约每隔26个月发射另外一个探测器。
“火星全球勘测器者”的基本任务是取回本应由1993年发射的“火星观察者”带回的数据。“火星探路者”基本上是做一个工程实验飞行器，演示在低成本的登火星探测器上采用的技术。
