如何漫游火星

火星是怎样形成的？火星上是不是真的有一个“运河”系统？火星上曾经存在过的液态水为什么会消失？火星上有无生命存在？关于火星，我们有太多想要知道的事情。没有哪一颗星球，能像火星一样，更能激发起我们的想象。对于人类来说，火星是一个极其特别的存在，它极有可能成为我们的第二家园。

本书围绕着前往火星的旅行展开，以通俗易懂的语言向普通读者讲述火星知识，包括怎样出发去火星，火星的气候、地理地貌，以及人类探索火星的过程。此外，还为我们描绘了火星的未来，极尽想象力，犹如科幻电影一般，让人心向往之。

这不仅是一场满足你所有好奇心和想象力的漫游之旅，还是一场重温火星探索史的漫游之旅。
此外，本书还单独用一个章节讲述了探索火星的先驱人物及其重要贡献，用一个个鲜活的人物角色将火星的探索史完整地串联起来，给了普通读者一次非常难得的机会，得以窥见伟大科学发现的诞生过程。这堪称科学精神与人文精神的完美结合！我们仰望星空，我们更仰望探索星空的先驱！

科林·斯图尔特 ( Colin Stuart )，一位屡获殊荣的天文学作家和公众演说家，英国皇家天文学会会员。曾获得过欧洲天文学新闻奖银奖和美国天文学会太阳物理学分部大众媒体奖。他的作品已被翻译成21种语言，累计销量已超过40万册。曾为《卫报》《新科学家》《华尔街日报》和欧洲空间局撰写了200多篇科普文章，并在Sky News、BBC News和BBC Radio 5 Live上给大众讲述宇宙奇观。为了表彰他为普及天文学所做的贡献，人们以他的名字来命名15347号小行星。

引 言
地图和基本信息
太阳系
  
天气和气候 
季 节  
天气预报  

到达目的地 
医 疗  
宇航员训练  
发 射  
在路上  
保持健康  
航天食品  
宇航服  
着 陆  
你的住所  
尘 暴  
辐 射  
陨 石  
心理健康
  
发现和历史 
火星的形成  
古代的观测  
哥白尼革命中的火星  
早期望远镜观测下的火星  
火卫一和火卫二的发现  
火星上的“运河”  
火星气候的变化  
“水手4号”和“水手9号”  
“海盗号”着陆器  
“探路者号”和“旅居者号”  
“勇气号”和“机遇号”  
“好奇号”  

地方土特产 
铁 锈  
甲 烷  
干 冰
  
必去景点 
极 冠 
塔尔西斯突出部  
盖尔陨击坑和夏普山  
塞壬台地  
伯勒里斯盆地  
大瑟提斯  
赫斯珀里亚高原  
子午高原盐沼  
加尔尼陨击坑的水流痕迹  
俄耳枯斯山口  
奥林波斯山  
水手号峡谷群  
希腊盆地  
夜宿火卫一  
氧气工厂之旅  
参观食物农场  
参观 3D 打印机  

必做之事 
火星上的天文学  
参观“猎兔犬2号”博物馆  
沙丘越野  
极地之旅  
日落野餐  
滑 雪  
打高尔夫球  
滑 沙  
攀 岩  
冰川徒步  
地下温泉
  
大众文化中的火星 
《世界大战》  
《火星人玩转地球》  
《火星救援》  
《火星三部曲》  
《宇宙威龙》  
火星人马文 
 
值得铭记的先驱人物 
乔瓦尼·斯基亚帕雷利  
帕西瓦尔·洛厄尔  
沃尔特·蒙德  
阿萨夫·霍尔  
卡尔·萨根  
亚当·施特尔茨纳  
罗伯特·祖布林  
埃隆·马斯克  

火星未来 
人工智能和虚拟现实  
星球改造  
火星上的人类  

索 引 
 
图片版权 

火星是怎样形成的？火星上是不是真的有一个“运河”系统？火星上曾经存在过的液态水为什么会消失？火星上有无生命存在？关于火星，我们有太多想要知道的事情。没有哪一颗星球，能像火星一样，更能激发起我们的想象。对于人类来说，火星是一个极其特别的存在，它极有可能成为我们的第二家园。

本书围绕着前往火星的旅行展开，以通俗易懂的语言向普通读者讲述火星知识，包括怎样出发去火星，火星的气候、地理地貌，以及人类探索火星的过程。此外，还为我们描绘了火星的未来，极尽想象力，犹如科幻电影一般，让人心向往之。

这不仅是一场满足你所有好奇心和想象力的漫游之旅，还是一场重温火星探索史的漫游之旅。
此外，本书还单独用一个章节讲述了探索火星的先驱人物及其重要贡献，用一个个鲜活的人物角色将火星的探索史完整地串联起来，给了普通读者一次非常难得的机会，得以窥见伟大科学发现的诞生过程。这堪称科学精神与人文精神的完美结合！我们仰望星空，我们更仰望探索星空的先驱！

科林·斯图尔特 ( Colin Stuart )，一位屡获殊荣的天文学作家和公众演说家，英国皇家天文学会会员。曾获得过欧洲天文学新闻奖银奖和美国天文学会太阳物理学分部大众媒体奖。他的作品已被翻译成21种语言，累计销量已超过40万册。曾为《卫报》《新科学家》《华尔街日报》和欧洲空间局撰写了200多篇科普文章，并在Sky News、BBC News和BBC Radio 5 Live上给大众讲述宇宙奇观。为了表彰他为普及天文学所做的贡献，人们以他的名字来命名15347号小行星。

【季节】
在地球的南北半球，四季都同样分明。苏格兰（位于北半球）的冬天与巴塔哥尼亚（位于南半球阿根廷和智利境内）的冬天并没有什么两样，这是因为沿轨道公转一圈，地球与太阳的距离几乎不变。

但是，火星就不同了。火星的轨道偏心率在太阳系八大行星中排第二，这意味着火星轨道已经与圆形相去甚远。

它离太阳*近达2.06亿千米，*远可达2.49亿千米。*近点就是所谓的“近日点”，而*远点则叫作“远日点”。

当火星北极向太阳一侧倾斜的时候，北半球的夏天就到了，此时，火星对应的位置在远日点。相反，南半球的夏天则出现在火星位于近日点附近时。由于火星在近日点的公转速度比在远日点更快，因此，南半球的夏天比北半球更短、更热，冬天则更长、更冷。火星的自转轴倾角约为25度，地球的自转轴倾角约为23.5度，二者非常接近。然而，由于缺少一颗质量足够大的卫星，火星会受到其他行星引力的影响，导致其自转轴倾角未来可能会超过45度。

【早期望远镜观测下的火星】
1610年， 意大利天文学家伽利略·伽利雷（Galileo Galilei）可能是个通过望远镜观察火星的人。他指出，这颗行星的大小会随着时间的推移而变化，这表明它与我们之间的距离在不断变化。

荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）在17世纪50年代绘制了批火星表面的详细地图。他的草图清楚地显示了现在被称为“大瑟提斯”（ Syrtis Major）的暗色区域以及可能的极地冰冠之一。

17世纪60年代，意大利天文学家乔瓦尼·卡西尼（Giovanni Cassini）利用火星表面的特征来追踪其自转速度。他的结论和今天公认的结论相差不到3分钟。他还估算了地球到火星的距离，偏差在10%以内。18世纪后期，英国天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel）注意到火星南极的极冠会随着时间的推移而收缩和扩张，这表明火星具有季节的变化。

1877年，火星和地球相距仅5,600万千米，这让天文学家们对火星有了前所未有的了解。正是在这个时候，阿萨夫·霍尔（Asaph Hall）发现了火星的卫星，还出现了一些火星的详细地图，上面显示火星上有一个未经证实的“运河”系统（见第53页）。

【火星气候的变化】
火星上曾经发生过灾难性事件。今天，火星表面是一片极其干燥的沙漠。然而，越来越多的有力证据表明，数十亿年前，那里的环境比现在舒适得多。它甚至可能在一些地方拥有1.6千米深的海洋，这些海洋覆盖了火星至少五分之一的表面。在火星历史上的某个时期，它有可能与地球并没有太大的不同。

那是什么造成了这样的转变？大多数天文学家把矛头指向了火星的核。*初，这颗行星的核是熔融的，和地球差不多。对流的铁会产生磁场，它是抵御太阳风破坏的屏障。然而，相较于地球而言，火星是一个更小的世界，它没有那么多的行星物质压在它的核上。*终，火星核中的液态铁冷却凝固，一段时间后，磁场消失了。

太阳风，也就是从太阳吹来的带电粒子流，侵蚀了火星的大气层，时至今日将火星大气剥离得只剩下一层稀薄的二氧化碳，这一过程虽然缓慢，但无可挽回。随着气温和气压的下降，火星上的大部分水都流失到了太空中。

只有六分之一的水残存了下来，其中大部分被冻结在火星的极冠中。火星早期存在海洋能否证明火星曾经是宜居的，以及火星上是否曾有生命起源，这些目前还没有定论。

【塞壬台地】
与塔尔西斯突出部的平坦地形构成鲜明对比的，是塔尔西斯西南方4,000千米宽的塞壬台地。这是一个分布有众多陨击坑的高地，*大的撞击痕迹是直径300千米的牛顿陨击坑（Newton Crater）。

春季和夏季，陨击坑的边缘会出现季节性条纹：它们可能是由盐水的流动导致的。大量干涸的冲沟表明，在火星气候较温和的过去，有大量的水流经该地区。“火星奥德赛号”（Mars Odyssey）探测器发现的氯化物沉积物，为火星过去存在水提供了更多证据。行星学家认为，当水消失后，这些沉积物留了下来。今天，还不断有新的冲沟显现。

2013 年，美国航天局的火星勘测轨道飞行器在塞壬台地附近的斜坡上发现了一条新的沟槽。对其成因的解释是二氧化碳霜的活动，与水无关。这里的一些陨击坑含有冰，人们认为这些冰是过去降雪时沉积下来的。该地区的部分区域还显示了过去的构造活动和火星古老磁场的证据。与地球相似的其他地理特征也在塞壬台地被发现，包括冰舌、牛轭湖和熔岩流。

【奥林波斯山】
奥林波斯山是一座盾状死火山，它高出火星大地水准面近22千米，大约是地球上珠穆朗玛峰高度的2.5倍。它只比太阳系*高的山峰——小行星灶神星（Vesta）上的雷亚希尔维亚盆地（Rheasilvia Basin）的中央峰略低一点。

然而，攀登它并不像你想象的那么困难，它的山坡非常平缓，平均倾角只有5度。它甚至不会让你觉得你是在登山。只不过在开始攀登时，不要指望能看到山顶，因为这座火山太宽了，以至峰顶位于视线之外 ! 徒步走完这段路要花费你几个星期的时间。时间有限的游客可以考虑乘坐一班夕发朝至的卧铺班车。

和珠穆朗玛峰一样，上山有不同的路线，难度也不同。火山西北侧的坡度更缓，但如果你走东南侧的路线，山坡会更陡。

登上山顶后，你不仅能看到下方壮丽的火星景色，还能看到山顶巨大的火山口。火山口超过60千米宽和3千米深，那些在山上停留的人可以参加一系列引人入胜的攀爬和垂降活动。

【乔瓦尼·斯基亚帕雷利】
乔瓦尼·斯基亚帕雷利（1835—1910）的天文事业把他从他的家乡意大利带到了德国和俄国，回到家乡后，他开始在米兰的布雷拉天文台工作，一做就是40年。他是批发现火星表面存在一系列明显条纹的人之一，这些条纹后来因为“火星运河”而闻名。

他在天文领域的工作成果颇丰：他在1861年发现了69号小行星夕神星（Hesperia），并将一年一度的狮子座流星雨与坦普尔−塔特尔彗星（Tempel–Tuttle Comet）关联起来。他还对水星和金星进行了一些详细的观察和绘图，并尝试计算它们的公转周期。

他对彗星的研究深受他在柏林时的导师——著名的彗星“猎手”约翰·恩克（Johann Encke）的影响。为了表彰他对天文学的巨大贡献，月球和火星上都有以他的名字命名的陨击坑。水星上也有一个区域以他的名字命名，因为他曾广泛地研究过水星。此外，4062 号小行星也以他的名字命名。

2016年10月，欧洲空间局和俄罗斯空间局（RSA）试图将“斯基亚帕雷利号”探测器（Schiaparelli probe）送上火星。这是即将进行的“火星生命探测计划”（ExoMars）的试运行。然而，着陆计划未能正常执行，登陆器以500千米每小时的速度撞击在火星表面。这提醒人们，登陆火星仍然是一项巨大的技术挑战。