火星（Mars）和金星一样，也是地球的近邻，不过它的轨道比地球大1.6倍，它在地球的外侧。火星的自转周期几乎和地球一样，是24小时37分。其赤道与轨道面的倾角为24o，故季节效应和地球一样明显。长期以来，人们以为火星的表面环境与地球最相似。在地面上倍率不特别高的望远镜中人们都可观察到，火星的南北极各有一白色的极冠，它们随着季节而消长。火星表面的纹理和色调也随季节变化着，这些特征曾被认为是存在厚密植被的证据。1877年意大利天文学家G.Schiaparelli 报道，在火星表面有许多纵横交错的“canali”，这个意大利字的意思相当于英文的channel（河道），不幸的是，新闻界把它误解为canal（运河）而大肆渲染，推测火星上有智慧生物存在，挖掘了这些运河以灌溉干旱的土地。后来不少有声望的天文学家也卷进去了，公开展示了他们根据自己的观察画下来的运河详图；但另外一些天文学家则说看不到这些运河。有一点是肯定的，即这些“运河”始终拒绝在天文学家拍摄的照片上显影。这场争论一直延续到空间时代的来临。1965年水手4号和1969年水手6号、7号火星探测器发回大量的录相资料表明，火星上根本没有什么“运河”。过去的传闻是心理作用造成的，人们常把一片杂乱无章的特征下意识地组成某种有含义的格局。当偏见太强时我们往往在欺骗自己。
火星是除金星外另一个有人类派遣的登陆器造访过的行星。1976年美国发射的海盗（Viking）1号和2号登上了火星。它们的探测结果表明，火星表面的大气压只有 0.008 atm，火星大气的组成是CO2 体积占95.6％，N2占2.7％，Ar占1.6％，O2占0.1％ ，而水汽的含量极微。北半球夏天白昼的温度约-10oC，夜间可降到-85oC；在冬季，白昼的最高温度-85oC，夜间-125oC。
火星上的大气为什么会消失？主要原因看来是它小了一些。火星的半径为 3389 km，差不多是地球的一半；密度为3.86 g/cm3，和我们的月亮差不多，比地球的密度小得多；总质量只有地球的10.8％，从而表面的引力只有地球的36.3％。再者，阳光中的紫外线对火星的原始大气也要起光解作用，把可能存在的CO2，水汽和N2分子解离为较轻的原子。这种过程在地球的上层大气里同样发生，并促使游离的氧原子结合成臭氧分子。然而弱的多的火星引力却管束不住那些高能的原子，在漫长的岁月里，火星的大气大部分跑掉了。
火星近照
火星的大气如此稀薄，液态水的存在就没多大希望了。当然这并不是说火星上缺水，显然，在白皑皑的极冠里包含了大量的固态水，即冰雪。在北极，夏季的温度是-68℃ ，南极的夏季温度则为-110。南北的不对称，可能是因火星轨道有较大偏心率（=0.093），致使它在北极的夏天里比在南极的夏天离太阳近得多。在如此低温下，极冠中的水是长年冻结的。据估计，若极冠里的冰突然全部融解，整个火星表面将被数米深的海洋淹没。极冠中随季节消长的部分，是C02结成的干冰。冬季干冰的厚度达数米，夏季约有20％蒸发到大气中。火星上水的储量决不止极冠里这一点，恐怕在火星的整个外壳（Crust）内充满了冻土。据估计，若这些冻土突然全部融解，火星上海洋的深度将不是数米，而是30-300米。在水手9号和海盗号探测器拍摄的照片上可以看到，火星表面有些地方有干涸的河道或洪水冲刷过的迹象。河道可能是40亿年前火星大气尚较稠密时期的遗迹，洪水是由火山爆发和陨石撞击引起的，一时间冻土里的水大量融解，漫溢横流。总之，当前火星上存在液态水的状况只能是暂时的。上文说金星的现状由失控的温室效应所致，火星恰好相反，其现状是失控的冰河作用(runaway glaciation）造成的。
火星有一对不大的卫星，它们只有一个小城市那样大：火卫一（Phobos）长27 km，厚20 km；火卫二（Deimos）长15km，宽11 km。二者都不是球形，故而也可以说，这是两块大岩石。
火星也是与地球邻近的行星。1964~1977年美国人接连向火星发射了八个探测器，也有多个探测器实现了在火星表面上的软着陆。现在已经知道，火星上的大气十分稀薄，主要成分为二氧化碳，还有少量的一氧化碳和水汽。火星表面昼夜的温度为27 ℃~-111℃。火星也是一个十分荒凉的世界，没有植物和动物，生命现象存在的可能性极小。
基本参数
质量 6.421e+23 kg
赤道半径 3,397.2 km
平均密度 3.94 gm/cm3
平均日距 227,940,000 km
自转周期 24.6229 小时
公转周期 686.98 天
赤道地表重力 3.72 m/sec2
赤道逃逸速度 5.02 km/sec
最低地表温度 -140 ℃
平均地表温度 -63 ℃
最高地表温度 20 ℃
大气压力 0.007 bars
大气组成 二氧化碳 95.32% 氮 2.7% 氩 1.5% 氧 0.13% 一氧化碳 0.07% 水 0.03% 其他 0.000291%
火星的卫星
火卫一
Phobos
火卫一呈土豆形状，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。它也是太阳系中最小的卫星之一。
在希腊神话中，火卫一是阿瑞斯（火星）和阿芙罗狄蒂（金星）的一个儿子。“phobos”在希腊语中意味着“恐惧”（是“phobia”－恐惧的构词成分）。
火卫一在1877年由Hall发现，1971年由“水手9号”首次拍得照片，并由1977年的“海盗1号”、1988年的“火卫一号”进行观测。
火卫二
Deimos
火卫二是火星的两颗卫星中离火星较远也是较小的一颗，也是太阳系中最小的卫星。
公转轨道: 距火星23,459 千米
卫星直径: 12.6 千米 (15 x 12.2 x 11)
质量: 1.8e15 千克
水手峡谷
太阳系最大的峡谷将火星的脸画出一道宽大的割痕。名为水手峡谷的雄伟山谷前后延展了超过3,000公里，最宽处超过600公里宽，而往下约刨了8公里深。相较之下，位于美国亚利桑那州的大峡谷约有800公里长，30公里宽，1.8公里深。尽管有个主要的假说认为，远在数十亿年前行星冷却时，一道裂缝后来演变成现今的峡谷，水手峡谷真实的成因还无法确定。最近我们已于此峡谷辨识出数种地质演化过程。
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