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ddg917
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[分享] 火星
火 星(Mars)
  火星的赤道直径6794公里,约比地球小一半,质量是地球的0.107倍。它的公转轨道与黄道面的倾斜角约1.85度,公转恒星周期为686.98天。与地球的会合周期为779.94天,在地球与各行星的会合周期中是最长的。在一个会合周期内,我们从地球上观测其视行运动,在天球座标上有约70天的逆行现象,移动接近18个弧度。火星的轨道偏心率为0.0935,在各行星的椭圆轨道形式中是偏大的,使得在近日点与太阳间的距离约为1.381AU,远日点时则约为1.666AU,两者差距达0.285AU。


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火星观测史

   火星虽然不是很大,但由于离地球并不算很远,再加上其规律性的行星运动,在过去一直很受天文观测人员的青睐。在火星的观测中除了中国史书的文字记载外,较有系统的观测数据是从十六世纪末期,丹麦天文学家泰谷(Tycho Brah)近20年的肉眼裸视观测资料开始,其位置资料已经约可精准到4个角分。其后泰谷的学生刻卜勒(Johannes Kepler)甚至于利用了老师的观测资料,创立了刻卜勒行星运动三大定律,推翻了"地球为宇宙中心"的谬论。

  十七世纪初义大利天文学家伽利略发明望远镜之后,便利用望远镜打开了天文之窗。天文学家们陆续的从望远镜中观测火星获得重大的发现。1659年荷兰的天文学家惠更斯(Christiaan Huygens)自观测中估算到火星有自转的现象,周期接近24小时,其后于1666年义大利天文学家卡西尼(Giovanni Domenico Cassini)亦发现到这种现象并正式对外发表,并在火星描绘的图中有疑似有极冠(Polar cap)的记录。1672年惠更斯亦明显的绘出在火星南极的极冠,证实了极冠的存在;1777年英国天文学家赫歇尔(William Herschel),从反射镜的观测中发现火星的自转轴跟公转轨道面有近30度的倾斜角(实际上为约25.19度);1809年法国的天文学家Honore Flaugergues观测到火星上有黄色云系,其后经证实为火星地表的尘暴现象(Dust Storms),并且也在1813年注意到火星的极冠的大小有季节性的变化。

  到了1877年,任职于美国海军天文台的海尔(Asaph Hall)于火星大接近时发现了火星的两颗卫星,其后分别将其命名为何博斯(Phobos)及戴茂斯(Deimos)。同年秋天,义大利天文学家Giovanni Virginio Schiaparelli运用8.6吋Merz折射镜观测火星时,宣称发现火星上有类似"运河"的网状条纹,此一运河说在当时引起了很大的争议!后来还造成美国罗威尔(Percival Lowell)倡导火星人理论(Martian theory)的谬论。

  直到廿世纪太空科技发达后,我们对于这位邻居的结构及性质方面更加的了解。1964年11月28日美国太空船水手四号(Mariner 4)发射升空,于228天后接近略过火星,首度送回22张火星近距离的地面影像。从照片的分析看出火星表面像月球般的荒凉,地表存在有许多的火山、峡谷及如月球表面一般的陨石坑洞等。同时亦从无线电波的探测中发现其大气相当稀薄,地面气压仅约有4.1到7.1百帕,主要成分为二氧化碳(CO2)。最值得一提的是火星地表并没有所谓的人工运河的存在,打破了先前一些错误的理论;同时综观整个环境也相当不适合植物的生存。

  1976年07月20日和09月03日美国太空总署的海盗一号与二号太空船陆续成功的登陆火星,除了做影像的传送与搜集相关科学资料(结构的特征、大气的成份)外,还有一项重要的任务就是寻找生命的证据。但依所做的实验结果来分析,确认有机生物存在的机率相当低。


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火星的真实面貌

  火星的地表以地球的标准来看,基本上是一冰冷荒凉的世界,虽然有一个稀薄的大气,但地面气压仅约在6-7百帕左右,远小于地球(地球的地面平均气压为1014百帕)。但由于有大气层,所以在火星上还是有一些明显的天气现象(如云,风场,沙尘暴等)。其中地面的平均风速随季节而有所不同,以海盗一号与二号太空船的地面观测来看,在夏季约为2-7m/s,冬季则约为5-10m/s,有沙尘暴时,风速甚至可达17-30m/s。火星大气中绝大部份是二氧化碳(约95%),因而在大气中也有微弱的温室效应(greenhouse effect)。

  火星的赤道面与公转轨道面有25.19度的夹角,所以在一个"火星年"中随着太阳照射角度的不同,在地面上还是有季节特征。但由于平均距离太阳约地球的1.5倍,再加上大气层较薄,所以温度相对于地球是较低的,平均地面温度约在210° K左右(地球为288° K)。在夏季,平均温度方可达水的凝固点约在273° K以上,但冬天于极地的温度甚至可下降到150°K。由于低温与低压,水在火星上多是以固态形式存在,集中在南北两极,形成明显的极冠。

  火星的极冠主要是由固态二氧化碳、固态冰与灰尘所组成,北极极冠的所在地为平原,南极的极冠则位于高地之上。火星当逐渐运行至远日点附近时,太阳直射火星的北半球(此时北半球为夏季),在太阳辐射作用下,北极的极冠具有相当明显的季节性,极冠中固态的二氧化碳被升华,离开极冠回到大气层中,使其外观上变小(此时主要组成为冰雪)。而火星运行至近日点附近时,此时北半球为冬季,二氧化碳再被凝固在极冠中使其变大。至于南极极冠亦同样的有明显的季节变化,所以火星上季节的年变化,从两极极冠的消长即可看出。

  火星的表面充满(陨石)坑洞、熔岩平原、巨大火山及峡谷。相对于地球,火星的地表没有明显的板块结构与运动,地壳现今是静态的,多是粗糙的坑洞表面,不像地球有由板块运动造成连结的山脉与洋脊等的地型特征。火星的的地型结构中有一项明显的特色,就是陨石坑,大多数(陨石)坑洞高地是密集的分布在的这南半球大部份地区与北半球部份地区(经度330°附近),海拔高度约在1至4公里间;而在北半球所见多是熔岩平原。南北半球两者间会有如此的差异,其原因可能是在约38亿年前,南半球曾受到陨石群的撞击过,这一点与我们的月球之部份特征类似。在火山部份中较特别的是奥林帕斯(Olympus)火山,其高度达24公里,基部宽约550到600公里,不但是火星上最巨大的火山,也是太阳系中最高的火山。此外从火星上火山口附近的陨石坑未被火山熔岩淹没可看出,火星上的火山已经很久没有明显的活动。

  火星没有磁场,核心成分可能是硫化铁(iron sulfide),而地壳则是由矽酸盐(silicate)所构成。由于其土壤成分为氧化铁(iron oxides),所以这个行星外观看起来是带红色的。


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火星的探测计画

  为了加强对火星的了解,美国太空总署持续的推动火星的探险及科学调查计画,其主要科学目的如下:(http://mars.jpl.nasa.gov/missions/index.html)

1. 搜寻火星上的生命或曾经存在之遗迹。
2. 了解火星上气候的特征。
3. 了解火星上地质的结构与变更。
4. 为人类登陆火星准备。

先后有多次的任务,过去的火星探测计画先后如下:
Mariner 3,4,6,7,8,9
Viking 1,2
Mars Observe
Pathfinder
Climate Orbiter
Polar Lander
Deep Space 2
Mars Global Surveyor

参考资料:

1. New Solar system
2. The Planet Mars:A History of Observation and Discovery(William Sheehan)
3. 美国太空科学资料中心(http://nssdc.gsfc.nasa.gov/)



请大家多支持UD癌症解药研发计画
献花 x0 回到顶端 [楼 主] From:台湾电讯 | Posted:2006-04-04 19:38 |
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下面是引用ddg917于2006-04-4 19:38发表的 火星:
火 星(Mars)
  火星的赤道直径6794公里,约比地球小一半,质量是地球的0.107倍。它的公转轨道与黄道面的倾斜角约1.85度,公转恒星周期为686.98天。与地球的会合周期为779.94天,在地球与各行星的会合周期中是最长的。在一个会合周期内,我们从地球上观测其视行运动,在天球座标上有约70天的逆行现象,移动接近18个弧度。火星的轨道偏心率为0.0935,在各行星的椭圆轨道形式中是偏大的,使得在近日点与太阳间的距离约为1.381AU,远日点时则约为1.666AU,两者差距达0.285AU。


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提供好详细呀.日前美国已经完成了同极轨道的布署,专门探勘是否有水的存在.


献花 x0 回到顶端 [1 楼] From:台湾数位联合 | Posted:2006-04-08 11:18 |

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