المريخ

المريخ

مصورة بالألوان الطبيعية عام 2007 [أ]
التعيينات
نطق	/ ˈ م ɑːr ض / ( استمع )
الصفات	المريخ ( / ˈ م ɑː ص ʃ ə ن / )
الخصائص المدارية [5]
عصر J2000
افيليون	249200000  كم ( 154800000 ميل ؛ 1.666 AU  )
الحضيض	206700000  كم ( 128400000 ميل ؛ 1.382 AU  )
نصف المحور الرئيسي	227939200  كم ( 1414634900 ميل  ؛ 1.523679 AU  ) _ _ _
غرابة	0.0934
الفترة المدارية (فلكي)	686.980 د ( 1.880 85  سنة ؛668.5991  يوم مريخي ) [1]
الفترة المدارية (سينوديك)	779.96 د (2.1354  سنة )
متوسط السرعة المدارية	24.007 كم / ثانية ( 86430 كم  / ساعة ، 53700 ميل /  ساعة)
يعني الشذوذ	19.412 درجة [2]
ميل	1.850 درجة إلى مسير الشمس ؛ 5.65 درجة خط استواء الشمس ؛ 1.63 درجة إلى مستوى ثابت [3]
خط طول العقدة الصاعدة	49.558 درجة
وقت الحضيض	2022-يونيو -21 [4]
حجة الحضيض	286.502 درجة
الأقمار الصناعية	2
الخصائص البدنية
نصف قطرها	3389.5  ± 0.2 كم [ب]  [6] ( 2106.1 ± 0.1  ميل)
نصف القطر الاستوائي	3396.2  ± 0.1 كم [ب]  [6] ( 2110.3 ±  0.1 ميل ؛ 0.533 الأرض )
نصف القطر القطبي	3376.2  ± 0.1 كم [ب]  [6] ( 2097.9  ± 0.1 ميل ؛ 0.531 أرض )
تسطيح	0.005 89 ± 0.000 15
مساحة السطح	144.37 × 10 6  كم 2 [7] (5.574 × 10 7  ميل مربع ؛ 0.284 الأرض)
الصوت	1.631 18 × 10 11  كم 3 [8] (0.151 كرة أرضية)
الجماعية	6.4171 × 10 23  كجم [9] (0.107 قطعة أرض)
يعني الكثافة	3.9335 جم / سم 3 [8] (0.1421 رطل / مكعب بوصة)
جاذبية السطح	3.720 76  م / ث 2 [10] (12.2072 قدم / ث 2 ؛ 0.3794  جم )
لحظة عامل القصور الذاتي	0.3644 ± 0.0005 [9]
سرعة الهروب	5.027 كم / ثانية ( 18100 كم /  ساعة ؛ 11250 ميل /  ساعة)
فترة الدوران المجمعي	1.027 491 25  d [11] 24 ساعة 39 د 36 ثانية
فترة الدوران الفلكي	1.025 957  يوم 24 ساعة 37 دقيقة 22.7 ثانية [ 8]
سرعة الدوران الاستوائي	241.17 م / ث (868.22 كم / س ، 539.49 ميل / س)
الميل المحوري	25.19 درجة إلى مستواها المداري [1]
الصعود الأيمن للقطب الشمالي	317.681 43 ° 21 ساعة 10 دقيقة 44 ثانية
انحدار القطب الشمالي	52.886 50 درجة
البيدو	0.170 هندسي [12] 0.25 بوند [1]
درجة حرارة السطح . دقيقة يعني الأعلى كلفن 130 ك 210 كلفن [1] 308 ك درجة مئوية −143 درجة مئوية [14] −63 درجة مئوية 35 درجة مئوية [15] فهرنهايت −226 درجة فهرنهايت [14] −82 درجة فهرنهايت 95 درجة فهرنهايت [15]
معدل الجرعة الممتصة السطحية	8.8 ميكروغرام / ساعة [16]
معدل الجرعة المكافئة السطحية	27 ميكرو سيفرت / ساعة [16]
القدر الظاهري	2.94 إلى +1.86 [13]
القطر الزاوي	3.5–25.1 [1]
الغلاف الجوي [1] [17]
ضغط السطح	0.636 (0.4–0.87)  كيلوباسكال 0.00628  أجهزة الصراف الآلي
التكوين من حيث الحجم	95.97٪ ثاني أكسيد الكربون 1.93٪ الأرجون 1.89٪ نيتروجين 0.146٪ أكسجين 0.0557٪ أول أكسيد الكربون 0.0210٪ بخار ماء 0.0100٪ أكسيد نيتروجين 0.00025٪ نيون 0.00008٪ أكسيد الهيدروجين الديوتيريوم 0.00003٪ كريبتون 0.00001٪ زينون

المريخ هو رابع كوكب من الشمس وثاني أصغر كوكب في النظام الشمسي ، وهو أكبر من عطارد فقط . في اللغة الإنجليزية ، يحمل المريخ اسم إله الحرب الروماني وغالبًا ما يشار إليه باسم " الكوكب الأحمر ". ^{[18] [19]} هذا الأخير يشير إلى تأثير أكسيد الحديد السائد على سطح المريخ ، مما يعطيه مظهرًا ضارب إلى الحمرة ، وهو ما يميز بين الأجسام الفلكية المرئية بالعين المجردة. ^[20] المريخ كوكب أرضي ذو غلاف جوي رقيق، مع ميزات سطحية تذكرنا بفوهات تأثير القمر والوديان والصحاري والقمم الجليدية القطبية للأرض .

الأيام والفصول قابلة للمقارنة مع تلك الموجودة على الأرض ، لأن فترة الدوران بالإضافة إلى ميل محور الدوران بالنسبة لمستوى مسير الشمس متشابهان. المريخ هو موقع أوليمبوس مونس ، أكبر بركان وأعلى جبل معروف على أي كوكب في النظام الشمسي ، وموقع فاليس مارينيريس ، أحد أكبر الأخاديد في النظام الشمسي. يغطي حوض بورياليس الأملس في النصف الشمالي من الكرة الأرضية 40٪ من الكوكب وقد يكون سمة تأثير عملاقة. ^[21 ] للمريخ قمرين ، فوبوس وديموس، وهي صغيرة وغير منتظمة الشكل. قد تكون هذه كويكبات تم التقاطها ، على غرار 5261 يوريكا ، طروادة المريخ . ^{[22] [23]}

تم استكشاف المريخ بواسطة العديد من المركبات الفضائية غير المأهولة. كانت Mariner 4 أول مركبة فضائية تزور المريخ. أطلقتها وكالة ناسا في 28 نوفمبر 1964 ، واتخذت أقرب نقطة لها من الكوكب في 15 يوليو 1965. اكتشف مارينر 4 حزام إشعاع المريخ الضعيف ، الذي تم قياسه بحوالي 0.1٪ من كوكب الأرض ، والتقط الصور الأولى لكوكب آخر من الفضاء السحيق . ^[24] آخر مركبة فضائية هبطت بنجاح على سطح المريخ هي مركبة الإنزال تيانوين -1 ومركبة زورونج الجوالة ، وهبطت في 14 مايو 2021. ^[25] زورونجتم نشر روفر بنجاح في 22 مايو 2021 ، مما يجعل الصين ثاني دولة تنشر بنجاح مركبة على سطح المريخ بعد الولايات المتحدة. ^[25]

هناك تحقيقات لتقييم قابلية المريخ للسكن في الماضي ، بالإضافة إلى إمكانية وجود حياة باقية . تم التخطيط لبعثات علم الأحياء الفلكية ، مثل مركبة الفضاء الأوروبية روزاليند فرانكلين . ^{[26] [27]} لا يمكن أن توجد المياه السائلة على سطح المريخ بسبب الضغط الجوي المنخفض ، والذي يمثل أقل من 1٪ من الضغط الجوي على الأرض. ^{[28] [29]} يبدو أن القمم الجليدية القطبية لكوكب المريخ تتكون إلى حد كبير من الماء. ^{[30] [31]}

يمكن رؤية المريخ بسهولة من الأرض بالعين المجردة ، كما يمكن رؤية لونه المائل إلى الحمرة. يصل حجمه الظاهر إلى −2.94 ، والذي لا يتفوق عليه سوى كوكب الزهرة والقمر والشمس. ^[13] عادةً ما تقتصر التلسكوبات الأرضية الضوئية على حل السمات التي يبلغ عرضها حوالي 300 كيلومتر (190 ميل) عندما تكون الأرض والمريخ أقرب ما يكون بسبب الغلاف الجوي للأرض. ^[32]

الخصائص البدنية

يبلغ قطر المريخ نصف قطر الأرض تقريبًا ، مع مساحة سطح أقل بقليل من المساحة الإجمالية للأرض الجافة على الأرض. ^[1] المريخ أقل كثافة من الأرض ، حيث يحتوي على حوالي 15٪ من حجم الأرض و 11٪ من كتلة الأرض ، مما ينتج عنه حوالي 38٪ من جاذبية سطح الأرض. المظهر الأحمر البرتقالي لسطح المريخ ناتج عن أكسيد الحديد (III) ، أو الصدأ. ^{[33] [34]} يمكن أن تبدو مثل الحلوى ؛ ^[35] من الألوان الشائعة الأخرى للسطح الذهبي ، والبني ، والتان ، والأخضر ، اعتمادًا على المعادن الموجودة. ^[35]

الهيكل الداخلي

^[36] مثل كوكب الأرض ، تمايز المريخ إلى نواة معدنية كثيفةمغطاة بمواد أقل كثافة. ^{[37] [38]} تشير النماذج الحالية من الداخل إلى قلب يتكون أساسًا من الحديد والنيكل مع حوالي 16-17٪ من الكبريت . ^[39] يُعتقد أن قلب كبريتيد الحديد (II) غني بالعناصر الأخف وزنًا من نواة الأرض. ^[40] اللب محاط بغطاء من السيليكات شكل العديد من السمات التكتونية والبركانية على الكوكب ، ولكن يبدو أنه خامد. إلى جانب السيليكون والأكسجين ، العناصر الأكثر وفرة في قشرة المريخهي الحديد والمغنيسيوم والألمنيوم والكالسيوم والبوتاسيوم . _ _ _ _ يبلغ متوسط ​​سمك قشرة الكوكب حوالي 50 كيلومترًا (31 ميلًا) ، وبحد أقصى 125 كيلومترًا (78 ميلًا). ^[40] وفي الوقت نفسه ، يبلغ متوسط ​​سمك قشرة الأرض 40 كيلومترًا (25 ميلًا). ^[41]

المريخ نشط زلزاليًا ، حيث سجلت InSight أكثر من 450 زلزالًا وأحداثًا ذات صلة في عام 2019. ^{[42] [43]} في عام 2021 ، تم الإبلاغ عن أنه استنادًا إلى أحد عشر زلزالًا منخفض التردد اكتشفه المسبار إنسايت ، فإن قلب المريخ سائل بالفعل ولديه دائرة نصف قطرها حوالي1830 ± 40 كم ودرجة الحرارة حوالي 1900-2000 كلفن نصف قطر نواة المريخ هو أكثر من نصف نصف قطر المريخ وحوالي نصف حجم نواة الأرض. هذا أكبر إلى حد ما مما توقعته النماذج ، مما يشير إلى أن اللب يحتوي على كمية من العناصر الأخف مثل الأكسجين والهيدروجين بالإضافة إلى سبائك الحديد والنيكل وحوالي 15٪ من الكبريت. ^{[44] [45]}

يغطى قلب المريخ بالغطاء الصخري ، والذي ، مع ذلك ، لا يبدو أنه يحتوي على طبقة مماثلة لغطاء الأرض السفلي . يبدو أن عباءة الدفاع عن النفس صلبة حتى عمق حوالي 500 كم ، حيث تبدأ منطقة السرعة المنخفضة ( الغلاف الموري الذائب جزئيًا ). ^[46] تحت الغلاف الموري تبدأ سرعة الموجات الزلزالية في النمو مرة أخرى وعلى عمق حوالي 1050 كم توجد حدود المنطقة الانتقالية . ^[45] على سطح المريخ توجد قشرة يبلغ متوسط ​​سمكها حوالي 24-72 كم. ^[47]

جيولوجيا السطح

المريخ كوكب أرضي يتكون سطحه من معادن تحتوي على السيليكون والأكسجين والمعادن وعناصر أخرى تشكل عادة الصخور . يتكون سطح المريخ بشكل أساسي من البازلت الثوليتي ، ^{[48] [49]} على الرغم من أن الأجزاء غنية بالسيليكا أكثر من البازلت النموذجي وقد تكون مشابهة للصخور الأنديزيتية على الأرض أو زجاج السيليكا. تشير مناطق البياض المنخفض إلى تركيزات من الفلسبار بلاجيوجلاز ، حيث تظهر المناطق الشمالية المنخفضة البياض تركيزات أعلى من المعتاد من السيليكات الصفائح والزجاج عالي السيليكون. تحتوي أجزاء من المرتفعات الجنوبية على كميات يمكن اكتشافها من البيروكسينات عالية الكالسيوم . تم العثور على تركيزات موضعية من الهيماتيت والزبرجد الزيتوني . ^[50] كثير من السطح مغطى بعمق بغبار أكسيد الحديد (III) . ^{[51] [49]}

على الرغم من عدم وجود دليل على وجود مجال مغناطيسي عالمي منظم للمريخ ، ^[53] تظهر الملاحظات أن أجزاء من قشرة الكوكب ممغنطة ، مما يشير إلى حدوث انعكاسات قطبية متناوبة في مجاله ثنائي القطب في الماضي. تشبه هذه المغنطيسية القديمة للمعادن الحساسة مغناطيسيًا العصابات المتناوبة الموجودة على أرضيات المحيط على الأرض . إحدى النظريات ، التي نُشرت في عام 1999 وأعيد فحصها في أكتوبر 2005 (بمساعدة مساح المريخ العالمي ) ، هي أن هذه النطاقات تشير إلى وجود نشاط تكتوني للصفائح على المريخ قبل أربعة مليارات سنة ، قبل أن يتوقف دينامو الكواكب عن العمل وتوقف المغناطيسية على الكوكب. تلاشى المجال. ^[54]

يُعتقد أنه أثناء تكوين النظام الشمسي ، تم إنشاء المريخ كنتيجة لعملية عشوائية لتراكم المواد من قرص الكواكب الأولي الذي يدور حول الشمس. يتمتع المريخ بالعديد من السمات الكيميائية المميزة التي يسببها موقعه في النظام الشمسي. العناصر ذات نقاط الغليان المنخفضة نسبيًا ، مثل الكلور والفوسفور والكبريت ، أكثر شيوعًا على المريخ منها على الأرض ؛ ربما تم دفع هذه العناصر للخارج بفعل الرياح الشمسية النشيطة للشمس الفتية . ^[55]

بعد تشكيل الكواكب ، تعرضت جميعها لما يسمى " القصف الثقيل المتأخر ". يُظهر حوالي 60٪ من سطح المريخ سجلاً لتأثيرات تلك الحقبة ، ^{[56] [57] [58]} بينما من المحتمل أن يكون الجزء الأكبر من السطح المتبقي محاطًا بأحواض التأثير الهائلة التي سببتها تلك الأحداث. هناك أدلة على وجود حوض تأثير هائل في نصف الكرة الشمالي من المريخ ، يمتد على مساحة 10600 × 8500 كيلومتر (6600 × 5300 ميل) ، أو ما يقرب من أربعة أضعاف حجم القطب الجنوبي للقمر - حوض أيتكين ، وهو أكبر حوض اصطدام تم اكتشافه حتى الآن. ^[59] تقترح هذه النظرية أن المريخ قد ضرب بجسم بحجم بلوتو منذ حوالي أربعة مليارات سنة. هذا الحدث ، الذي يعتقد أنه سببأدى الانقسام الجزئي لنصف الكرة المريخية إلى إنشاء حوض بورياليس الأملس الذي يغطي 40٪ من الكوكب. ^{[60] [61]}

يمكن تقسيم التاريخ الجيولوجي للمريخ إلى عدة فترات ، ولكن فيما يلي الفترات الثلاث الأساسية: ^{[63] [64]}

• فترة Noachian (سميت على اسم Noachis Terra ): تشكل أقدم الأسطح الباقية للمريخ ، منذ 4.5 إلى 3.5 مليار سنة. تتعرض أسطح عصر نوشيان للندوب بسبب العديد من الفوهات الصدمية الكبيرة. يُعتقد أن انتفاخ ثارسيس ، وهو مرتفعات بركانية ، قد تشكل خلال هذه الفترة ، مع فيضانات واسعة النطاق بالمياه السائلة في أواخر هذه الفترة. ^[65]
• الفترة Hesperian (التي سميت باسم Hesperia Planum ): 3.5 إلى ما بين 3.3 و 2.9 مليار سنة مضت. تميزت فترة هسبيري بتكوين سهول من الحمم البركانية واسعة النطاق. ^[65]
• الفترة الأمازونية (سميت على اسم أمازونيس بلانيتيا ): ما بين 3.3 و 2.9 مليار سنة حتى الوقت الحاضر. مناطق الأمازون بها عدد قليل من حفر تأثير النيزك ولكنها متنوعة تمامًا بخلاف ذلك. تشكلت أوليمبوس مونس خلال هذه الفترة ، مع تدفقات الحمم البركانية في أماكن أخرى على سطح المريخ. ^[65]

لا يزال النشاط الجيولوجي قائمًا على سطح المريخ. يعد Athabasca Valles موطنًا لتدفقات الحمم البركانية التي تشبه الألواح التي تم إنشاؤها حوالي 200  ميا . تدفقات المياه في الخنادق المسماة Cerberus Fossae حدثت أقل من 20 ميا ، مما يشير إلى التدخلات البركانية الحديثة بنفس القدر. ^[66] في 19 فبراير 2008 ، أظهرت الصور المأخوذة من مركبة استكشاف المريخ المدارية دليلاً على حدوث انهيار جليدي من جرف ارتفاعه 700 متر (2300 قدم). ^[67]

تربة

أعاد مسبار العنقاء بيانات تظهر أن تربة المريخ قلوية قليلاً وتحتوي على عناصر مثل المغنيسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والكلور . توجد هذه العناصر الغذائية في التربة على الأرض ، وهي ضرورية لنمو النباتات. ^[68] التجارب التي أجراها المسبار أظهرت أن تربة المريخ لها درجة حموضة أساسية تبلغ 7.7 ، وتحتوي على 0.6٪ من فوق كلورات الملح ، ^{[69] [70]} تركيزات سامة للإنسان . ^{[71] [72]}

تعتبر الخطوط شائعة عبر المريخ وتظهر خطوط جديدة بشكل متكرر على المنحدرات الشديدة للحفر والأحواض والوديان. تكون الخطوط مظلمة في البداية وتصبح أفتح مع تقدم العمر. يمكن أن تبدأ الخطوط في منطقة صغيرة ، ثم تنتشر لمئات الأمتار. لقد شوهدوا لمتابعة حواف الصخور وغيرها من العوائق في طريقهم. تشمل النظريات المقبولة عمومًا أنها طبقات مظلمة من التربة تم الكشف عنها بعد الانهيارات الثلجية من الغبار الساطع أو شياطين الغبار . ^[73] تم تقديم العديد من التفسيرات الأخرى ، بما في ذلك تلك التي تتعلق بالماء أو حتى نمو الكائنات الحية. ^{[74] [75]}

الهيدرولوجيا

لا يمكن أن توجد المياه السائلة على سطح المريخ بسبب الضغط الجوي المنخفض ، والذي يقل عن 1٪ من ضغط الأرض ، ^[28] إلا عند أدنى الارتفاعات لفترات قصيرة. ^{[76] [77]} يبدو أن القمم الجليدية القطبية تتكون إلى حد كبير من الماء. ^{[30] [31]} سيكون حجم الجليد المائي في الغطاء الجليدي الجنوبي ، إذا ذاب ، كافيًا لتغطية سطح الكوكب بأكمله بعمق 11 مترًا (36 قدمًا). ^[78] يُعتقد أن كميات كبيرة من الجليد محصورة داخل الغلاف الجليدي السميك للمريخ. تظهر بيانات الرادار من Mars Express و Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) كميات كبيرة من الجليد في كلا القطبين ،^{[79] [80]} وعند خطوط العرض الوسطى. ^[81] أخذ المسبار فينيكس عينات مباشرة من الجليد المائي في تربة المريخ الضحلة في 31 يوليو 2008. ^[82]

تشير الأشكال الأرضية المرئية على سطح المريخ بقوة إلى وجود الماء السائل على سطح الكوكب. مساحات خطية ضخمة من الأرض المجروشة ، والمعروفة باسم قنوات التدفق ، تقطع السطح في حوالي 25 مكانًا. يُعتقد أن هذه هي سجل تآكل ناتج عن الإطلاق الكارثي للمياه من طبقات المياه الجوفية ، على الرغم من الافتراض أن بعض هذه الهياكل ناتجة عن عمل الأنهار الجليدية أو الحمم البركانية. ^{[83] [84]} أحد أكبر الأمثلة ، معادم فاليس ، يبلغ طوله 700 كيلومتر (430 ميل) ، وهو أكبر بكثير من جراند كانيون ، ويبلغ عرضه 20 كيلومترًا (12 ميلًا) وعمق 2 كيلومترًا ( 1.2 ميل) في بعض الأماكن. يُعتقد أنه تم نحته عن طريق تدفق المياه في وقت مبكر من تاريخ المريخ. ^[85]يُعتقد أن أصغر هذه القنوات قد تم تشكيلها مؤخرًا قبل بضعة ملايين من السنين فقط. ^[86] في أماكن أخرى ، لا سيما في أقدم مناطق سطح المريخ ، تنتشر شبكات الوديان المتشعبة ذات المقياس الأدق عبر نسب كبيرة من المناظر الطبيعية. تشير سمات هذه الوديان وتوزيعها بقوة إلى أنها قد نحتت عن طريق الجريان السطحي الناتج عن هطول الأمطار في تاريخ المريخ المبكر. قد يلعب تدفق المياه الجوفية وتقطير المياه الجوفية أدوارًا فرعية مهمة في بعض الشبكات ، ولكن من المحتمل أن يكون هطول الأمطار هو السبب الجذري للشق في جميع الحالات تقريبًا. ^[87]

على طول جدران الحفرة والوديان ، هناك آلاف الميزات التي تبدو مشابهة للأخاديد الأرضية . تميل الأخاديد إلى التواجد في مرتفعات نصف الكرة الجنوبي ومواجهة خط الاستواء. كلها قطبية من خط عرض 30 درجة. اقترح عدد من المؤلفين أن عملية تكوينهم تشمل الماء السائل ، ربما من ذوبان الجليد ، ^{[88] [89]} على الرغم من أن آخرين جادلوا بآليات التكوين التي تنطوي على صقيع ثاني أكسيد الكربون أو حركة الغبار الجاف. ^{[90] [91]} لم تتشكل أخاديد متدهورة جزئيًا عن طريق التجوية ولم يتم ملاحظة أي فوهات تصادم متراكبة ، مما يشير إلى أن هذه سمات حديثة ، وربما لا تزال نشطة. ^[89] سمات جيولوجية أخرى ، مثل مناطق الدلتاوالمراوح الغرينية المحفوظة في الحفر ، هي دليل آخر على الظروف الأكثر دفئًا ورطوبة على فترات أو فترات في تاريخ المريخ السابق. ^[92] تتطلب مثل هذه الظروف بالضرورة انتشارًا واسعًا لبحيرات فوهة البركان عبر نسبة كبيرة من السطح ، والتي توجد بشأنها أدلة معدنية ورسوبية وجيومورفولوجية مستقلة. ^[93]

يأتي الدليل الإضافي على وجود الماء السائل على سطح المريخ من اكتشاف معادن معينة مثل الهيماتيت والجيوثايت ، وكلاهما يتشكل أحيانًا في وجود الماء. ^[96] في عام 2004 ، كشفت شركة Opportunity عن الجاروزيت المعدني . يتشكل هذا فقط في وجود الماء الحمضي ، مما يدل على أن الماء كان موجودًا على كوكب المريخ. ^[97] أحدث دليل على وجود الماء السائل يأتي من اكتشاف الجبس المعدني على السطح بواسطة مركبة المريخ أوبورتونيتي التابعة لناسا في ديسمبر 2011. ^{[98] [99]} وتشير التقديرات إلى أن كمية الماء في الوشاح العلوي للمريخ ، يتمثل بأيونات الهيدروكسيل الموجودة في المعادن الموجودة في جيولوجيا المريخ ، تساوي أو تزيد عن تلك الموجودة في الأرض عند 50-300 جزء في المليون من الماء ، وهو ما يكفي لتغطية الكوكب بأكمله على عمق 200-1000 متر (660-3280 قدمًا). ). ^[100]

في عام 2005 ، كشفت بيانات الرادار عن وجود كميات كبيرة من جليد الماء عند القطبين ^[79] وعند خطوط العرض الوسطى. ^{[81] [101] أخذ} المسبار المريخ عينات من المركبات الكيميائية التي تحتوي على جزيئات الماء في مارس 2007. ^[102]

في 18 مارس 2013 ، أبلغت وكالة ناسا عن أدلة من أدوات على مركبة Curiosity الجوالة للترطيب المعدني ، من المحتمل أن تكون كبريتات الكالسيوم المميهة ، في العديد من عينات الصخور بما في ذلك الأجزاء المكسورة من صخور "Tintina" و "Sutton Inlier" وكذلك في الأوردة والعقيدات في صخور أخرى مثل صخرة "كنور" وصخرة " فيرنيك" . ^{[103] [104]} التحليل باستخدام أداة DAN للمركبة الجوالةقدمت أدلة على وجود مياه جوفية تصل إلى 4٪ محتوى مائي ، وصولاً إلى عمق 60 سم (24 بوصة) ، أثناء اجتياز العربة الجوالة من موقع برادبري لاندينغ إلى منطقة خليج يلونايف في تضاريس غلينيلج . ^[103] في سبتمبر 2015 ، أعلنت وكالة ناسا أنها عثرت على دليل قاطع على تدفقات المحلول الملحي المائي على خط المنحدر المتكرر ، بناءً على قراءات مقياس الطيف للمناطق المظلمة من المنحدرات. ^{[105] [106]} قدمت هذه الملاحظات تأكيدًا للفرضيات السابقة بناءً على توقيت التكوين ومعدل نموها ، وأن هذه الخطوط المظلمة نتجت عن تدفق المياه في باطن الأرض الضحلة جدًا.^[107] تحتوي الخطوط على أملاح رطبة ، بيركلورات ، والتي تحتوي على جزيئات ماء في تركيبتها البلورية. ^[108] تتدفق الخطوط نزولاً في صيف المريخ ، عندما تكون درجة الحرارة أعلى من -23 درجة مئوية ، وتتجمد عند درجات حرارة منخفضة. ^[109]

يعتقد الباحثون أن الكثير من السهول الشمالية المنخفضة للكوكب كانت مغطاة بمحيط بعمق مئات الأمتار ، على الرغم من أن هذا لا يزال مثيرًا للجدل. ^[110] في مارس 2015 ، ذكر العلماء أن مثل هذا المحيط قد يكون بحجم المحيط المتجمد الشمالي للأرض . تم اشتقاق هذه النتيجة من نسبة الماء إلى الديوتيريوم في الغلاف الجوي للمريخ الحديث مقارنة بتلك النسبة على الأرض. تبلغ كمية الديوتيريوم المريخي ثمانية أضعاف الكمية الموجودة على الأرض ، مما يشير إلى أن المريخ القديم كان يحتوي على مستويات أعلى بكثير من الماء. وجدت نتائج مركبة Curiosity في وقت سابق نسبة عالية من الديوتيريوم في Gale Crater، وإن لم يكن مرتفعًا بدرجة كافية للإشارة إلى الوجود السابق للمحيط. ويحذر علماء آخرون من أن هذه النتائج لم يتم تأكيدها ، وأشاروا إلى أن نماذج مناخ المريخ لم تظهر بعد أن الكوكب كان دافئًا بدرجة كافية في الماضي لدعم أجسام المياه السائلة. ^[111]

بالقرب من الغطاء القطبي الشمالي توجد فوهة كوروليف التي يبلغ عرضها 81.4 كيلومترًا (50.6 ميلًا) ، حيث وجد المسبار مارس إكسبريس أنها مليئة بحوالي 2200 كيلومتر مكعب (530 ميل مكعب) من جليد الماء. ^[112] تقع أرضية الحفرة على بعد حوالي 2 كيلومتر (1.2 ميل) تحت الحافة ، وتغطيها تلة مركزية بعمق 1.8 كيلومتر (1.1 ميل) من الجليد المائي الدائم ، يصل قطرها إلى 60 كيلومترًا (37 ميلًا). ^{[112] [113]}

في نوفمبر 2016 ، ذكرت وكالة ناسا العثور على كمية كبيرة من الجليد تحت الأرض في منطقة يوتوبيا بلانيتيا . تم تقدير حجم المياه المكتشفة ليكون مكافئًا لحجم المياه في بحيرة سوبيريور . ^{[114] [115]}

في فبراير 2020 ، حدد البحث أن الخطوط التي تظهر موسمياً والمعروفة باسم خط المنحدر المتكرر ناتجة عن تدفقات قصيرة من المياه المالحة. ^{[116] [117]}

في عام 2021 ، رصدت مركبة ExoMars Trace Gas Orbiter المياه في نظام الوادي ، Valles Marineris. ^[118]

قبعات قطبية

يحتوي المريخ على قلعتين جليديتين قطبيتين دائمتين. خلال شتاء القطب ، يكمن في ظلام مستمر ، مما يؤدي إلى برودة السطح وتسبب في ترسب 25-30٪ من الغلاف الجوي في ألواح من جليد ثاني أكسيد الكربون ₍ جليد جاف ). ^[120] عندما يتعرض القطبان لأشعة الشمس مرة أخرى ، فإن ثاني أكسيد الكربون _{المتجمد} يتصاعد . تنقل هذه الأحداث الموسمية كميات كبيرة من الغبار وبخار الماء ، مما يؤدي إلى ظهور صقيع شبيه بالأرض وغيوم رمادية كبيرة . تم تصوير السحب من الجليد المائي بواسطة مركبة الفرصة في عام 2004. ^[121]

تتكون الأغطية الموجودة في كلا القطبين بشكل أساسي (70٪) من جليد الماء. يتراكم ثاني أكسيد الكربون المجمد كطبقة رقيقة نسبيًا يبلغ سمكها حوالي متر واحد على الغطاء الشمالي في فصل الشتاء الشمالي فقط ، في حين أن الغطاء الجنوبي له غطاء جليدي جاف دائم يبلغ سمكه حوالي ثمانية أمتار. يتخلل هذا الغطاء الجليدي الجاف الدائم في القطب الجنوبي حفر أرضية مسطحة ضحلة دائرية تقريبًا ، والتي تتوسع عروض التصوير المتكررة بأمتار سنويًا ؛ يشير هذا إلى أن الغطاء الدائم لثاني أكسيد الكربون _فوق الجليد المائي للقطب الجنوبي يتدهور بمرور الوقت. ^[122] يبلغ قطر الغطاء القطبي الشمالي حوالي 1000 كيلومتر (620 ميل) خلال صيف المريخ الشمالي ، ^[123] ويحتوي على حوالي 1.6 مليون كيلومتر مكعب (5.7 × 10 )¹⁶  قدمًا مكعبًا من الجليد ، إذا انتشر بالتساوي على الغطاء ، فسيكون سمكه 2 كيلومتر (1.2 ميل). ^[124] (يقارن هذا بحجم 2.85 مليون كيلومتر مكعب (1.01 × 10 ¹⁷  قدمًا مكعبًا) للصفيحة الجليدية في جرينلاند .) يبلغ قطر الغطاء القطبي الجنوبي 350 كيلومترًا (220 ميلًا) وسمكه 3 كيلومترات ( 1.9 ميل). ^[125] يقدر الحجم الإجمالي للجليد في الغطاء القطبي الجنوبي بالإضافة إلى طبقات الطبقات المجاورة بـ 1.6 مليون كيلومتر مكعب. ^[126] يُظهر كل من القبعة القطبية أحواضًا لولبية ، والتي أظهر التحليل الأخير لرادار اختراق جليد شراد أنها نتيجة لرياح كاتاباتيك التي تدور بشكل حلزوني بسببتأثير كوريوليس . ^{[127] [128]}

ينتج عن الصقيع الموسمي للمناطق القريبة من الغطاء الجليدي الجنوبي تكوين ألواح شفافة بسمك متر واحد من الجليد الجاف فوق الأرض. مع وصول الربيع ، تعمل أشعة الشمس على تدفئة باطن الأرض ويتراكم الضغط الناتج عن التسامي لثاني أكسيد الكربون _تحت لوح ، مما يؤدي إلى ارتفاعه وفي النهاية تمزقه. هذا يؤدي إلى ثوران ثاني أكسيد الكربون _يشبه السخانغاز ممزوج برمل أو غبار بازلتي غامق. هذه العملية سريعة ، لوحظ حدوثها في غضون بضعة أيام أو أسابيع أو أشهر ، معدل تغير غير عادي إلى حد ما في الجيولوجيا - خاصة بالنسبة للمريخ. الغاز المندفع تحت لوح إلى موقع السخان يحفر نمطًا شبيهًا بشبكة العنكبوت للقنوات الشعاعية تحت الجليد ، والعملية هي المكافئ المقلوب لشبكة تآكل مكونة من تصريف المياه من خلال فتحة واحدة. ^{[129] [130]}

الجغرافيا وتسمية معالم السطح

على الرغم من أنه من الأفضل تذكره لرسم خرائط القمر ، إلا أن يوهان هاينريش ميدلر وويلهلم بير كانا أول مصممي الخرائط. بدأوا بإثبات أن معظم سمات سطح المريخ كانت دائمة وبتحديد أكثر دقة لفترة دوران الكوكب. في عام 1840 ، جمعت Mädler عشر سنوات من الملاحظات ورسم أول خريطة للمريخ. ^[131]

تمت تسمية الميزات الموجودة على كوكب المريخ من مجموعة متنوعة من المصادر. تمت تسمية ميزات البيدو نسبة إلى الأساطير الكلاسيكية. تمت تسمية الفوهات التي يزيد حجمها عن 60 كيلومترًا على اسم العلماء والكتاب المتوفين وغيرهم ممن ساهموا في دراسة المريخ. تم تسمية الحفر التي يقل حجمها عن 60 كم على اسم مدن وقرى العالم التي يقل عدد سكانها عن 100000 نسمة. تمت تسمية الوديان الكبيرة باسم "المريخ" أو "النجم" بلغات مختلفة ؛ الوديان الصغيرة تسمى الأنهار. ^[132]

تحتفظ ميزات البياض الكبيرة بالعديد من الأسماء القديمة ولكن غالبًا ما يتم تحديثها لتعكس المعرفة الجديدة لطبيعة الميزات. على سبيل المثال ، أصبح Nix Olympica (ثلوج أوليمبوس) أوليمبوس مونس (جبل أوليمبوس). ^[١٣٣] سطح المريخ كما يُرى من الأرض مقسم إلى نوعين من المناطق ، مع اختلاف البياض. السهول الباهتة المغطاة بالغبار والرمال الغنية بأكاسيد الحديد المحمر كان يُنظر إليها ذات مرة على أنها "قارات" مريخية وسميت بأسماء مثل Arabia Terra ( أرض شبه الجزيرة العربية ) أو Amazonis Planitia ( سهل الأمازون ). كان يُعتقد أن الملامح المظلمة هي البحار ، ومن هنا جاءت تسميتها Mare Erythraeumو Mare Sirenum و Aurorae Sinus . أكبر ميزة مظلمة تُرى من الأرض هي Syrtis Major Planum . ^[134] يُطلق على الغطاء الجليدي الدائم في القطب الشمالي اسم بلانوم بوروم ، بينما يُطلق على الغطاء الجنوبي اسم بلانوم أوسترال . ^[135]

يتم تحديد خط استواء المريخ من خلال دورانه ، ولكن تم تحديد موقع خط خط الاستواء الرئيسي ، كما كان الحال بالنسبة للأرض (عند غرينتش ) ، عن طريق اختيار نقطة عشوائية ؛ اختار Mädler and Beer خطًا لخرائطهما الأولى للمريخ في عام 1830. بعد أن قدمت المركبة الفضائية Mariner 9 صورًا مكثفة للمريخ في عام 1972 ، كانت هناك فوهة بركان صغيرة (سميت فيما بعد Airy-0 ) ، تقع في Sinus Meridiani ("Middle Bay" أو "Meridian Bay") ، من قبل Merton Davies من شركة Rand Corporation ^[136] لتعريف خط طول 0.0 درجة ليتزامن مع التحديد الأصلي. ^[137]

نظرًا لعدم وجود محيطات في المريخ ، وبالتالي لا يوجد " مستوى سطح البحر " ، كان لابد من اختيار السطح ذي الارتفاع الصفري كمستوى مرجعي ؛ وهذا ما يسمى الفراغ ^[138] للمريخ ، وهو مشابه للجيود الأرضية . ^[139] تم تحديد الارتفاع الصفري من خلال الارتفاع الذي يبلغ 610.5  باسكال (6.105  ملي بار ) من الضغط الجوي. ^[140] يتوافق هذا الضغط مع النقطة الثلاثية للماء ، وهو يمثل حوالي 0.6٪ من ضغط سطح مستوى سطح البحر على الأرض (0.006 ضغط جوي). ^[141]

المربعات

لأغراض رسم الخرائط ، قسمت هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية سطح المريخ إلى ثلاثين رباعي الزوايا ، تم تسمية كل منها لميزة البياض الكلاسيكية التي تحتوي عليها. ^[142]

تأثير التضاريس

إن الانقسام بين تضاريس المريخ مذهل: السهول الشمالية المسطحة بتدفقات الحمم البركانية تتناقض مع المرتفعات الجنوبية ، محفورة ومفتوحة بفعل التأثيرات القديمة. قدم البحث في عام 2008 دليلاً بخصوص نظرية تم اقتراحها في عام 1980 تفترض أنه منذ أربعة مليارات سنة ، أصيب نصف الكرة الشمالي من المريخ بجسم يعادل عُشر إلى ثلثي حجم قمر الأرض . إذا تم التحقق من صحته ، فإن هذا سيجعل نصف الكرة الأرضية الشمالي من المريخ موقعًا لحفرة ارتطامية يبلغ حجمها 10600 × 8500 كيلومتر (6600 × 5300 ميل) ، أو تقريبًا مساحة أوروبا وآسيا وأستراليا مجتمعة ، متجاوزة القطب الجنوبي - حوض إيتكين كأكبر حفرة تأثير في النظام الشمسي. ^{[147] [148]}

تعرض المريخ للندوب بسبب عدد من الفوهات الصدمية: تم العثور على إجمالي 43000 حفرة بقطر 5 كيلومترات (3.1 ميل) أو أكثر. ^[149] أكبر هذه العناصر مؤكدة هو حوض تأثير هيلاس ، وهي سمة بيضاء يمكن رؤيتها بوضوح من الأرض. ^{[150] [151]} نظرًا لصغر حجم وحجم كوكب المريخ ، فإن احتمال اصطدام جسم بالكوكب يبلغ حوالي نصف احتمال اصطدامه بالأرض. يقع المريخ بالقرب من حزام الكويكبات ، لذا تزداد فرصة تعرضه للاصطدام بمواد من هذا المصدر. من المرجح أن يصطدم المريخ بالمذنبات قصيرة المدى ، أي تلك التي تقع داخل مدار المشتري .^[152]

يمكن أن تحتوي فوهات المريخ على شكل يشير إلى أن الأرض أصبحت رطبة بعد اصطدام النيزك. ^[153]

البراكين

بركان الدرع أوليمبوس مونس ( جبل أوليمبوس ) هو بركان خامد في منطقة المرتفعات الشاسعة ثارسيس ، والتي تحتوي على العديد من البراكين الكبيرة الأخرى. يبلغ ارتفاع جبل أوليمبوس ما يقرب من ثلاثة أضعاف ارتفاع جبل إيفرست ، والذي يبلغ ارتفاعه ما يزيد قليلاً عن 8.8 كيلومتر (5.5 ميل). إنه إما أعلى أو ثاني أطول جبل في النظام الشمسي ، اعتمادًا على كيفية قياسه ، مع وجود مصادر مختلفة تعطي أرقامًا تتراوح من حوالي 21 إلى 27 كيلومترًا (13 إلى 17 ميلًا). ^{[154] [155]}

المواقع التكتونية

يبلغ طول الوادي الكبير Valles Marineris (باللغة اللاتينية " Mariner Valleys" ، والمعروف أيضًا باسم Agathadaemon في خرائط القناة القديمة) 4000 كيلومتر (2500 ميل) وعمق يصل إلى 7 كيلومترات (4.3 ميل). يعادل طول Valles Marineris طول أوروبا ويمتد عبر خُمس محيط المريخ. بالمقارنة ، يبلغ طول جراند كانيون على الأرض 446 كيلومترًا (277 ميلًا) فقط وعمق ما يقرب من كيلومترين (1.2 ميل). تم تشكيل Valles Marineris بسبب تضخم منطقة Tharsis ، مما تسبب في انهيار القشرة في منطقة Valles Marineris. في عام 2012 ، تم اقتراح أن Valles Marineris ليست مجرد ممسحة ، ولكنها حدود صفيحة حيث يبلغ طولها 150 كيلومترًا (93 ميلًا) من الحركة العرضيةحدث ، مما جعل كوكب المريخ كوكبًا يحتمل أن يكون له ترتيب صفائح تكتونية . ^{[156] [157]}

ثقوب

كشفت الصور المأخوذة من نظام التصوير الحراري (THEMIS) على متن المركبة المدارية Mars Odyssey التابعة لناسا عن سبعة مداخل كهوف محتملة على جوانب بركان Arsia Mons . ^[158] الكهوف ، التي سميت على اسم أحبائهم من مكتشفيها ، تُعرف مجتمعة باسم "الأخوات السبع". ^[159]يتراوح عرض مداخل الكهوف من 100 إلى 252 مترًا (328 إلى 827 قدمًا) ويقدر بعمق 73 إلى 96 مترًا (240 إلى 315 قدمًا) على الأقل. نظرًا لأن الضوء لا يصل إلى أرضية معظم الكهوف ، فمن الممكن أن تمتد أعمق بكثير من هذه التقديرات المنخفضة وتتسع تحت السطح. الاستثناء الوحيد هو "دينا". أرضيتها مرئية وتم قياسها بعمق 130 مترًا (430 قدمًا). قد تكون الأجزاء الداخلية لهذه الكهوف محمية من النيازك الدقيقة والأشعة فوق البنفسجية والتوهجات الشمسية والجزيئات عالية الطاقة التي تقصف سطح الكوكب. ^{[160] [161]}

أجواء

فقد المريخ غلافه المغناطيسي منذ 4 مليارات سنة ، ^[162] ربما بسبب العديد من ضربات الكويكبات ، ^[163] لذلك تتفاعل الرياح الشمسية مباشرة مع الغلاف الجوي للمريخ ، مما يقلل من كثافة الغلاف الجوي عن طريق تجريد الذرات من الطبقة الخارجية. اكتشف كل من Mars Global Surveyor و Mars Express جسيمات الغلاف الجوي المتأينة زائدة إلى الفضاء خلف المريخ ، ^{[162] [164]} ويتم دراسة فقدان الغلاف الجوي بواسطة مركبة مافن المدارية. بالمقارنة مع الأرض ، فإن الغلاف الجوي للمريخ مخلخل تمامًا. الضغط الجويعلى السطح اليوم يتراوح من 30  باسكال (0.0044  رطل / بوصة مربعة ) على أوليمبوس مونس إلى أكثر من 1155 باسكال (0.1675 رطل / بوصة مربعة) في هيلاس بلانيتيا ، بمتوسط ​​ضغط عند مستوى السطح 600 باسكال (0.087 رطل / بوصة مربعة). ^[165] أعلى كثافة جوية على سطح المريخ تساوي تلك الموجودة على ارتفاع 35 كيلومترًا (22 ميلًا) ^[166] فوق سطح الأرض. متوسط ​​ضغط السطح الناتج هو 0.6٪ فقط من ضغط الأرض 101.3 كيلو باسكال (14.69 رطل / بوصة مربعة). يبلغ ارتفاع مقياس الغلاف الجوي حوالي 10.8 كيلومتر (6.7 ميل) ، ^[167] وهو أعلى من 6 كيلومترات (3.7 ميل) من الأرض ، لأن جاذبية سطح المريخ تبلغ حوالي 38٪ فقط من جاذبية الأرض. ^[168]

يتكون الغلاف الجوي للمريخ من حوالي 96٪ من ثاني أكسيد الكربون و 1.93٪ من الأرجون و 1.89٪ من النيتروجين إلى جانب آثار الأكسجين والماء. ^{[1] [169]} الغلاف الجوي مغبر تمامًا ، ويحتوي على جسيمات يبلغ قطرها حوالي 1.5 ميكرومتر مما يعطي سماء المريخ لونًا باهتًا عند رؤيتها من السطح. ^[١٧٠] قد يتحول إلى لون وردي بسبب تعليق جزيئات أكسيد الحديد فيه. ^[19]

الميثان

تم الكشف عن غاز الميثان في الغلاف الجوي للمريخ . ^{[171] [172]} يحدث في أعمدة ممتدة ، وتشير التشكيلات الجانبية إلى أن الميثان ينطلق من مناطق منفصلة. يتقلب تركيز الميثان من حوالي 0.24 جزء في البليون خلال فصل الشتاء الشمالي إلى حوالي 0.65 جزء في البليون خلال فصل الصيف. ^[173]

تتراوح تقديرات عمرها من 0.6 إلى 4 سنوات ، ^{[174] [175]} لذا فإن وجودها يشير إلى وجود مصدر نشط للغاز. يمكن إنتاج الميثان من خلال عملية غير بيولوجية مثل الثعبان الذي يتضمن الماء وثاني أكسيد الكربون والزبرجد الزيتوني المعروف بأنه شائع على المريخ. ^[176] من بين المصادر المحتملة أشكال الحياة الميكروبية الميثانوجينية في باطن الأرض. ولكن حتى إذا حددت بعثات المسبار أن الحياة الميكروسكوبية على المريخ هي مصدر الميثان ، فمن المحتمل أن تكون أشكال الحياة موجودة أسفل السطح بعيدًا عن متناول المسبار. ^[177]

أورورا

في عام 1994 ، عثرت شركة Mars Express التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية على وهج فوق بنفسجي قادم من "مظلات مغناطيسية" في نصف الكرة الجنوبي. لا يحتوي المريخ على مجال مغناطيسي عالمي يوجه الجسيمات المشحونة التي تدخل الغلاف الجوي. يحتوي المريخ على العديد من الحقول المغناطيسية على شكل مظلة بشكل رئيسي في نصف الكرة الجنوبي ، وهي بقايا حقل عالمي تلاشى منذ مليارات السنين. ^[179]

في أواخر ديسمبر 2014 ، اكتشفت مركبة الفضاء مافن التابعة لوكالة ناسا دليلاً على وجود شفق قطبي واسع الانتشار في نصف الكرة الشمالي للمريخ وانخفضت إلى حوالي 20-30 درجة شمالًا من خط استواء المريخ. اخترقت الجسيمات المسببة للشفق القطبي الغلاف الجوي للمريخ ، وخلقت الشفق القطبي تحت 100 كيلومتر فوق السطح ، ويتراوح شفق الأرض من 100 كيلومتر إلى 500 كيلومتر فوق السطح. تتدلى الحقول المغناطيسية في الرياح الشمسية فوق المريخ ، في الغلاف الجوي ، وتتبع الجسيمات المشحونة خطوط المجال المغناطيسي للرياح الشمسية في الغلاف الجوي ، مما يتسبب في حدوث الشفق القطبي خارج المظلات المغناطيسية. ^[180]

في 18 مارس 2015 ، أبلغت وكالة ناسا عن اكتشاف شفق قطبي غير مفهوم تمامًا وسحابة غبار غير مفسرة في الغلاف الجوي للمريخ . ^[181]

في سبتمبر 2017 ، أفادت وكالة ناسا أن مستويات الإشعاع على سطح كوكب المريخ تضاعفت مؤقتًا ، وارتبطت بشفق قطبي أكثر سطوعًا بمقدار 25 مرة من أي شفق تم رصده سابقًا ، بسبب عاصفة شمسية ضخمة وغير متوقعة في منتصف الشهر. ^[182]

مناخ

من بين جميع الكواكب في النظام الشمسي ، فإن فصول المريخ هي الأكثر شبهاً بالأرض ، وذلك بسبب الميول المتشابهة لمحاور دوران الكواكب. أطوال فصول المريخ هي ضعف تلك التي تمتد على الأرض لأن المسافة الأكبر بين المريخ والشمس تؤدي إلى أن تكون سنة المريخ حوالي سنتين على الأرض. تتفاوت درجات حرارة سطح المريخ من أدنى مستوياتها من حوالي 143 درجة مئوية (−225 درجة فهرنهايت) عند القمم القطبية الشتوية ^[14] إلى أعلى مستوياتها تصل إلى 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت) في الصيف الاستوائي. ^[15] يرجع النطاق الواسع لدرجات الحرارة إلى الغلاف الجوي الرقيق الذي لا يستطيع تخزين قدر كبير من الحرارة الشمسية والضغط الجوي المنخفض والقصور الذاتي الحراري المنخفض لتربة المريخ. ^[183]يبعد الكوكب عن الشمس 1.52 مرة عن الأرض ، مما ينتج عنه 43٪ فقط من كمية ضوء الشمس. ^{[184] [185]}

إذا كان للمريخ مدار يشبه مدار الأرض ، فإن فصوله ستكون مماثلة لمدار الأرض لأن ميله المحوري يشبه ميل الأرض. إن الانحراف المركزي الكبير نسبيًا لمدار المريخ له تأثير كبير. كوكب المريخ قريب من الحضيض عندما يكون الصيف في نصف الكرة الجنوبي والشتاء في الشمال ، وبالقرب من الأوج عندما يكون الشتاء في نصف الكرة الجنوبي والصيف في الشمال. نتيجة لذلك ، تكون الفصول في نصف الكرة الجنوبي أكثر تطرفًا والفصول في الشمال أكثر اعتدالًا مما يمكن أن يكون عليه الحال بخلاف ذلك. يمكن أن تكون درجات الحرارة في الصيف في الجنوب أكثر دفئًا من درجات حرارة الصيف المكافئة في الشمال بما يصل إلى 30 درجة مئوية (54 درجة فهرنهايت). ^[186]

يحتوي المريخ على أكبر عواصف ترابية في النظام الشمسي ، حيث تصل سرعتها إلى أكثر من 160 كم / ساعة (100 ميل في الساعة). يمكن أن تختلف هذه من عاصفة فوق منطقة صغيرة ، إلى عواصف عملاقة تغطي الكوكب بأكمله. تميل إلى الحدوث عندما يكون المريخ أقرب إلى الشمس ، وقد ثبت أنها تزيد من درجة حرارة الأرض. ^[187]

المدار والدوران

يبلغ متوسط ​​مسافة المريخ من الشمس حوالي 230 مليون كيلومتر (143 مليون ميل) ، وتبلغ مدته المدارية 687 يومًا (الأرض). اليوم الشمسي (أو اليوم المريخي ) أطول قليلاً من يوم الأرض: 24 ساعة و 39 دقيقة و 35.244 ثانية. ^[189] سنة المريخ تساوي 1.8809 سنة أرضية ، أو سنة واحدة و 320 يومًا و 18.2 ساعة. ^[1]

يبلغ الميل المحوري للمريخ 25.19 درجة بالنسبة إلى مستواه المداري ، والذي يشبه الميل المحوري للأرض. ^[1] ونتيجة لذلك ، فإن المريخ له مواسم مثل الأرض ، على الرغم من أنها أطول مرتين تقريبًا على المريخ لأن الفترة المدارية أطول من ذلك بكثير. في عصرنا الحاضر ، يكون اتجاه القطب الشمالي للمريخ قريبًا من نجم دنيب . ^[17]

يمتلك المريخ انحرافًا مداريًا واضحًا نسبيًا يبلغ حوالي 0.09 ؛ من بين الكواكب السبعة الأخرى في النظام الشمسي ، فقط عطارد لديه انحراف مداري أكبر. من المعروف أنه في الماضي كان للمريخ مدار دائري أكثر. في وقت ما ، منذ 1.35 مليون سنة على الأرض ، كان للمريخ انحراف يبلغ حوالي 0.002 ، وهو أقل بكثير من كوكب الأرض اليوم. ^[190] دورة انحراف المريخ هي 96000 سنة أرضية مقارنة بدورة الأرض التي تبلغ 100000 سنة. ^[191] على مدار الـ 35000 عام الماضية ، أصبح مدار المريخ أكثر غرابة قليلاً بسبب تأثيرات الجاذبية للكواكب الأخرى.

السكن والبحث عن الحياة

خلال أواخر القرن التاسع عشر ، كان من المقبول على نطاق واسع في المجتمع الفلكي أن المريخ يتمتع بصفات تدعم الحياة ، بما في ذلك الأكسجين والماء. ومع ذلك ، في عام 1894 ، لاحظ WW Campbell في Lick Observatory الكوكب ووجد أنه "إذا حدث بخار الماء أو الأكسجين في الغلاف الجوي للمريخ ، فإنه يكون بكميات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن اكتشافها بواسطة أجهزة التحليل الطيفي حينئذٍ". تناقض هذا مع العديد من قياسات الوقت ولم يكن مقبولًا على نطاق واسع. كرر كامبل و VM Slipher الدراسة في عام 1909 باستخدام أدوات أفضل ، ولكن مع نفس النتائج. لم يكن الأمر كذلك حتى تم تأكيد النتائج من قبل WS Adams في عام 1925 حيث تم كسر أسطورة قابلية كوكب المريخ للسكن على غرار الأرض. ^[192]ومع ذلك ، حتى في الستينيات من القرن الماضي ، تم نشر مقالات عن علم الأحياء المريخي ، مع استبعاد تفسيرات أخرى غير الحياة للتغيرات الموسمية على المريخ. تم نشر سيناريوهات مفصلة لعملية التمثيل الغذائي والدورات الكيميائية لنظام بيئي وظيفي. ^[193]

إن الفهم الحالي لصلاحية الكواكب للسكن  - قدرة العالم على تطوير ظروف بيئية مواتية لظهور الحياة - يفضل الكواكب التي تحتوي على مياه سائلة على سطحها. غالبًا ما يتطلب هذا أن يقع مدار كوكب داخل المنطقة الصالحة للسكن ، والتي تمتد بالنسبة للشمس من ما وراء كوكب الزهرة إلى حوالي المحور شبه الرئيسي للمريخ. ^[194]أثناء الحضيض الشمسي ، ينخفض ​​المريخ داخل هذه المنطقة ، لكن الغلاف الجوي الرقيق (الضغط المنخفض) للمريخ يمنع الماء السائل من التواجد على مناطق كبيرة لفترات طويلة. يوضح التدفق السابق للمياه السائلة قدرة الكوكب على العيش. تشير الأدلة الحديثة إلى أن أي ماء على سطح المريخ قد يكون مالحًا وحمضيًا جدًا لدعم الحياة الأرضية العادية. ^[195]

يمثل عدم وجود الغلاف المغناطيسي والغلاف الجوي الرقيق للغاية للمريخ تحديًا: فالكوكب لديه القليل من نقل الحرارة عبر سطحه ، وعزل ضعيف ضد قصف الرياح الشمسية والضغط الجوي غير الكافي للاحتفاظ بالمياه في شكل سائل (الماء بدلاً من ذلك يتسامى إلى حالة غازية). المريخ شبه ميت جيولوجيًا ، أو ربما كليًا ؛ يبدو أن نهاية النشاط البركاني قد أوقف إعادة تدوير المواد الكيميائية والمعادن بين سطح الكوكب وداخله. ^[196]

تم إجراء تحقيقات في الموقع على المريخ بواسطة مركبات الإنزال Viking و Spirit و Opportunity و Phoenix lander و Curiosity rover. تشير الدلائل إلى أن الكوكب كان في يوم من الأيام صالحًا للسكن بشكل ملحوظ أكثر مما هو عليه اليوم ، ولكن ما إذا كانت الكائنات الحية موجودة هناك لا يزال غير معروف. حملت مجسات الفايكنج في منتصف السبعينيات تجارب مصممة لاكتشاف الكائنات الحية الدقيقة في تربة المريخ في مواقع الهبوط الخاصة بها وكانت لها نتائج إيجابية ، بما في ذلك زيادة مؤقتة في ثاني أكسيد الكربون _.الإنتاج عند التعرض للماء والمغذيات. تنازع العلماء فيما بعد على علامة الحياة هذه ، مما أدى إلى نقاش مستمر ، حيث أكد عالم ناسا جيلبرت ليفين أن الفايكنج ربما وجد الحياة. اقترحت إعادة تحليل بيانات الفايكنج ، في ضوء المعرفة الحديثة لأشكال الحياة المتطرفة ، أن اختبارات الفايكنج لم تكن متطورة بما يكفي لاكتشاف هذه الأشكال من الحياة. يمكن أن تكون الاختبارات قد قتلت شكلاً من أشكال الحياة (الافتراضية). ^[198] أظهرت الاختبارات التي أجراها مسبار فينكس مارس أن التربة تحتوي على درجة حموضة قلوية وتحتوي على المغنيسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والكلوريد. ^[199]قد تكون مغذيات التربة قادرة على دعم الحياة ، ولكن لا يزال يتعين حماية الحياة من الأشعة فوق البنفسجية الشديدة. ^[200] وجد تحليل حديث للنيزك المريخي EETA79001 0.6 جزء في المليون من ClO-4، 1.4 جزء في المليون ClO-3، و 16 جزء في المليون NO-3، على الأرجح من أصل مريخي. ClO _-3يشير إلى وجود أوكسي كلورين أخرى شديدة التأكسد ، مثل ClO-2أو ClO ، الناتجة عن كل من أكسدة الأشعة فوق البنفسجية لتحلل ClO والتحليل الإشعاعي للأشعة السينية لـ ClO-4. وبالتالي ، فإن المواد العضوية أو أشكال الحياة شديدة المقاومة للحرارة و / أو المحمية جيدًا (تحت السطح) هي الوحيدة التي من المرجح أن تبقى على قيد الحياة. ^[201]

اقترح العلماء أن كريات الكربونات الموجودة في النيزك ALH84001 ، والتي يعتقد أنها نشأت من المريخ ، يمكن أن تكون ميكروبات متحجرة موجودة على سطح المريخ عندما انفجر النيزك من سطح المريخ عن طريق ضربة نيزك قبل حوالي 15 مليون سنة. قوبل هذا الاقتراح بالتشكيك ، وتم اقتراح أصل غير عضوي بشكل حصري للأشكال. ^[203] يُزعم أن الكميات الصغيرة من الميثان والفورمالديهايد التي اكتشفتها مركبات مدار المريخ هي دليل محتمل على الحياة ، لأن هذه المركبات الكيميائية سوف تتحلل بسرعة في الغلاف الجوي للمريخ. ^{[204] [205]}بدلاً من ذلك ، يمكن تجديد هذه المركبات بدلاً من ذلك بوسائل بركانية أو جيولوجية أخرى ، مثل السربنتينيت . ^[176] الزجاج المصادم ، الذي تشكل من تأثير النيازك ، والذي يمكن أن يحافظ على علامات الحياة على الأرض ، تم العثور عليه أيضًا على سطح الفوهات الصدمية على سطح المريخ. ^{[206] [207]} وبالمثل ، فإن الزجاج الموجود في الفوهات الصدمية على المريخ يمكن أن يحافظ على علامات الحياة إذا كانت الحياة موجودة في الموقع. ^{[208] [209] [210]}

أظهر تحليل عام 2014 لـ Phoenix WCL أن Ca (ClO ₄ ) ₂ في تربة فينيكس لم تتفاعل مع الماء السائل من أي شكل ، ربما لمدة تصل إلى 600 مليون سنة. إذا كان الأمر كذلك ، فإن Ca (ClO4 _{) 2} عالية _{الذوبان عند} ملامستها للماء السائل لتكوين CaSO4 فقط ، مما يشير إلى بيئة قاحلة بشدة مع الحد الأدنى من التفاعل مع الماء السائل أو عدم وجوده على الإطلاق. ^[211]

في مايو 2017 ، ربما تم العثور على دليل على أقدم حياة معروفة على الأرض في جيسيريت عمره 3.48 مليار سنة ورواسب معدنية أخرى ذات صلة (غالبًا ما توجد حول الينابيع الساخنة والسخانات ) تم اكتشافها في بيلبارا كراتون في غرب أستراليا . قد تكون هذه النتائج مفيدة في تحديد المكان الأفضل للبحث عن العلامات المبكرة للحياة على كوكب المريخ . ^{[212] [213]}

أقمار

يمتلك المريخ قمرين طبيعيين صغيرين نسبيًا (مقارنة بالأرض) ، فوبوس (يبلغ قطرهما حوالي 22 كيلومترًا (14 ميلًا)) وديموس (يبلغ قطرهما حوالي 12 كيلومترًا (7.5 ميل)) ، وهما يدوران بالقرب من الكوكب. يعتبر احتجاز الكويكبات نظرية مفضلة منذ زمن طويل ، لكن أصلها لا يزال غير مؤكد. ^[214] تم اكتشاف كلا القمرين الصناعيين في عام 1877 بواسطة أساف هول . تم تسميتهم على اسم الشخصيات فوبوس (الذعر / الخوف) وديموس (الرعب / الرهبة) ، اللذان ، في الأساطير اليونانية ، صاحبا والدهما آريس ، إله الحرب ، في المعركة. كان المريخ هو المعادل الروماني لآريس. ^{[22] [215]} في العصر الحديثاليونانية ، يحتفظ الكوكب باسمه القديم آريس (Aris: Άρης ). ^[147]

من على سطح المريخ ، تبدو حركات فوبوس وديموس مختلفة عن حركات القمر . يرتفع فوبوس في الغرب ، ويحدث في الشرق ، ثم يرتفع مرة أخرى في غضون 11 ساعة فقط. ديموس ، كونه فقط خارج المدار المتزامن  - حيث تتطابق الفترة المدارية مع فترة دوران الكوكب - يرتفع كما هو متوقع في الشرق ولكن ببطء.

نظرًا لأن مدار فوبوس يقع تحت ارتفاع متزامن ، فإن قوى المد والجزر من كوكب المريخ تعمل تدريجياً على خفض مداره. في حوالي 50 مليون سنة ، يمكن أن يصطدم سطح المريخ أو ينقسم إلى هيكل دائري حول الكوكب. ^[216]

أصل القمرين غير مفهوم جيدًا. يُنظر إلى تركيبتها منخفضة البياض والكوندريت الكربوني على أنها تشبه الكويكبات ، مما يدعم نظرية الالتقاط. يبدو أن المدار غير المستقر لفوبوس يشير إلى التقاط حديث نسبيًا. لكن كلاهما له مدارات دائرية ، بالقرب من خط الاستواء ، وهو أمر غير معتاد بالنسبة للأجسام الملتقطة ، كما أن ديناميكيات الالتقاط المطلوبة معقدة. يعتبر التراكم في وقت مبكر من تاريخ المريخ أمرًا معقولاً ، لكنه لن يفسر تكوينًا يشبه الكويكبات بدلاً من المريخ نفسه ، إذا تم تأكيد ذلك. ^[217]

الاحتمال الثالث هو إشراك هيئة ثالثة أو نوع من اضطراب التأثير. ^[218] سطور أكثر حداثة من الأدلة على أن Phobos ذات مسامية داخلية عالية ، ^[219] وتشير إلى تركيبة تحتوي بشكل أساسي على سيليكات الصفائح ومعادن أخرى معروفة من المريخ ، ^[220] تشير إلى أصل فوبوس من مادة طردها تأثير على المريخ الذي ظهر مرة أخرى في مدار المريخ ، على غرار النظرية السائدة عن أصل قمر الأرض. على الرغم من أن الأطياف المرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة (VNIR) لأقمار المريخ تشبه تلك الموجودة في الحزام الخارجي ، فقد تم الإبلاغ عن أن أطياف الأشعة تحت الحمراء الحرارية لفوبوس غير متوافقة مع كوندريتمن أي فئة. ^[220]

قد يكون للمريخ أقمار أصغر من 50 إلى 100 متر (160 إلى 330 قدمًا) في القطر ، ومن المتوقع وجود حلقة غبار بين فوبوس وديموس. ^[23]

استكشاف

أرسل الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة وأوروبا والهند والإمارات العربية المتحدة والصين عشرات المركبات الفضائية بدون طاقم ، بما في ذلك المركبات المدارية ومركبات الإنزال والمركبات الجوالة ، إلى المريخ لدراسة سطح الكوكب والمناخ والجيولوجيا. ^[221]

بمجرد زيارة المركبات الفضائية للكوكب خلال مهمات مارينر التابعة لوكالة ناسا في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، تم كسر العديد من المفاهيم السابقة للمريخ بشكل جذري. ساعدت نتائج تجارب اكتشاف حياة الفايكنج في فترة استراحة تم فيها قبول فرضية وجود كوكب ميت معاد. ^[222]

سمحت كل من Mariner 9 و Viking بعمل خرائط أفضل للمريخ باستخدام البيانات من هذه البعثات ، كما سمحت مهمة Mars Global Surveyor ، التي بدأت في عام 1996 وعملت حتى أواخر عام 2006 ، بخرائط كاملة ومفصلة للغاية لتضاريس المريخ ، والمجال المغناطيسي. والمعادن السطحية التي سيتم الحصول عليها. ^[223] هذه الخرائط متاحة على الإنترنت. على سبيل المثال ، في Google Mars . واصلت كل من Mars Reconnaissance Orbiter و Mars Express الاستكشاف بأدوات جديدة ودعم مهمات الهبوط. توفر ناسا أداتين عبر الإنترنت: Mars Trek ، التي توفر تصورات للكوكب باستخدام بيانات من 50 عامًا من الاستكشاف ، و Experience Curiosity، الذي يحاكي السفر على المريخ بشكل ثلاثي الأبعاد باستخدام كيوريوسيتي. ^[224]

اعتبارًا من عام 2021 ^[update]، يستضيف المريخ أربعة عشر مركبة فضائية عاملة : ثمانية منها في المدار - 2001 Mars Odyssey و Mars Express و Mars Reconnaissance Orbiter و MAVEN و Mars Orbiter Mission و ExoMars Trace Gas Orbiter و Hope orbiter و Tianwen-1 orbiter - و ستة على السطح - مركبة كيوريوسيتي لمختبر علوم المريخ ، ومسبار إنسايت ، وعربة المثابرة ، وطائرة هليكوبتر إنجينيتي ، ومركبة الإنزال تيانوين -1 ، ومركبة زورونغ .^[225] يمكن للجمهور طلب صور للمريخ عبر برنامج HiWish التابع لبرنامج Mars Reconnaissance Orbiter . ^[226]

تم إطلاق مختبر علوم المريخ ، المسمى Curiosity ، في 26 نوفمبر 2011 ، ووصل إلى المريخ في 6 أغسطس 2012 بالتوقيت العالمي المنسق . إنها أكبر وأكثر تقدمًا من مركبات استكشاف المريخ المتجولة ، بمعدل حركة يصل إلى 90 مترًا (300 قدمًا) في الساعة. ^[227] تشمل التجارب جهاز أخذ عينات كيميائي بالليزر يمكنه استنتاج تكوين الصخور على مسافة 7 أمتار (23 قدمًا). ^[228] في 10 فبراير 2013 ، حصل المسبار كيوريوسيتي على أول عينات صخرية عميقة مأخوذة من جسم كوكبي آخر ، باستخدام مثقاب على متنه. ^[229]في نفس العام ، اكتشف أن تربة المريخ تحتوي على ما بين 1.5٪ و 3٪ ماء بالكتلة (وإن كانت مرتبطة بمركبات أخرى وبالتالي لا يمكن الوصول إليها بحرية). ^[230] كشفت ملاحظات مسبار المريخ المداري سابقًا عن إمكانية تدفق المياه خلال الأشهر الأكثر دفئًا على سطح المريخ. ^[231]

في 24 سبتمبر 2014 ، وصلت مهمة المريخ المدارية (MOM) ، التي أطلقتها منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) ، إلى مدار المريخ. أطلقت ISRO MOM في 5 نوفمبر 2013 ، بهدف تحليل الغلاف الجوي والتضاريس المريخية. استخدمت بعثة المريخ المدارية مدار انتقال هوهمان للهروب من تأثير الجاذبية الأرضية والانطلاق في رحلة استغرقت تسعة أشهر إلى المريخ. البعثة هي أول مهمة آسيوية ناجحة بين الكواكب. ^[232]

أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية ، بالتعاون مع شركة Roscosmos ، مسبار ExoMars Trace Gas Orbiter ومركبة هبوط Schiaparelli في 14 مارس 2016. ^[233] بينما دخلت المركبة الفضائية Trace Gas Orbiter بنجاح في مدار المريخ في 19 أكتوبر 2016 ، تحطمت Schiaparelli أثناء محاولة هبوطها. ^[234]

في مايو 2018 ، تم إطلاق مركبة الإنزال InSight التابعة لناسا ، جنبًا إلى جنب مع MarCO CubeSats التوأم التي حلقت بالقرب من المريخ وعملت كمرحلات للقياس عن بعد أثناء الهبوط. وصلت البعثة إلى المريخ في نوفمبر 2018. ^{[235] [236]} اكتشفت InSight نشاطًا زلزاليًا محتملاً (" الزلزال ") في أبريل 2019. ^{[237] [238]}

في عام 2019 ، رسمت المركبة الفضائية مافن خرائط لأنماط الرياح العالمية على ارتفاعات عالية في المريخ لأول مرة. ^{[239] [240]} تم اكتشاف أن الرياح التي ترتفع أميالاً فوق السطح تحتفظ بمعلومات حول تشكل الأرض أدناه. ^[239]

تم إطلاق مركبة Mars Hope التابعة لدولة الإمارات العربية المتحدة في 19 يوليو 2020 ، ودخلت المدار حول المريخ بنجاح في 9 فبراير 2021. ^[241] سيجري المسبار دراسة عالمية للغلاف الجوي للمريخ. ^[242] وبهذا الإنجاز ، أصبحت الإمارات العربية المتحدة ثاني دولة بعد الهند تصل إلى المريخ في محاولتها الأولى. ^[243]

أطلقت وكالة ناسا مهمة مارس 2020 في 30 يوليو 2020. ^[244] هبطت المركبة المتجولة المثابرة وطائرة هليكوبتر الإبداع على سطح المريخ في 18 فبراير 2021. ستقوم المهمة بتخزين عينات لاسترجاعها في المستقبل وإعادتها إلى الأرض. ^[245]

هبطت مركبة الإنزال روفر الصينية Tianwen-1 بنجاح على المريخ في 14 مايو 2021 (15 مايو بتوقيت بكين). ^[225]

علم الفلك على المريخ

مع وجود العديد من المركبات المدارية ومركبات الإنزال والمركبات الجوالة ، من الممكن ممارسة علم الفلك من المريخ. على الرغم من أن قمر المريخ فوبوس يظهر بحوالي ثلث القطر الزاوي للقمر الكامل على الأرض ، فإن ديموس يبدو أكثر أو أقل شبهاً بالنجوم ، ويبدو أكثر سطوعًا قليلاً من كوكب الزهرة من الأرض. ^[246]

كما لوحظت ظواهر مختلفة من الأرض من المريخ ، مثل الشهب والشفق القطبي . ^[247] الأحجام الظاهرة للقمر فوبوس وديموس أصغر بما يكفي من الشمس. وبالتالي ، فإن "الكسوف" الجزئي للشمس يعتبر عبورًا (انظر عبور ديموس وفوبوس من المريخ ). ^{[248] [249]} تمت ملاحظة عبور عطارد والزهرة من المريخ. سيُرى عبور الأرض من المريخ في 10 نوفمبر 2084. ^[250]

مستقبل

سيبدأ المفهوم الحالي لمهمة عودة عينة المريخ في عام 2026 وسيحتوي على أجهزة صنعتها وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية. ^[252] ستطلق وكالة الفضاء الأوروبية المركبة الجوالة ExoMars والمنصة السطحية في وقت ما بين أغسطس وأكتوبر 2022. ^[253]

تهدف المركبة الفضائية المزدوجة المخطط لها التابعة لناسا والمركبة المدارية على المريخ EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) إلى دراسة بنية وتكوين وتنوع وديناميكيات الغلاف المغناطيسي للمريخ وعمليات الهروب من الغلاف الجوي. كان لديهم إطلاق مخطط له في أغسطس 2022 كحمولات ثانوية على Psyche ، ولكن تمت إزالتها بسبب تعقيدات مع المسار. ستظهر فرصة إطلاق جديدة في وقت ما في عام 2024 ، حيث يتم مشاركة EscaPADE. ^[254]

لدى IRSO خطط للقيام بمهمة ثانية إلى المريخ ، تسمى Mars Orbiter Mission 2 (المعروفة أيضًا باسم Mangalyaan-2) ، والتي ستكون مهمة مدارية. ^[255]

Several plans for a human mission to Mars have been proposed throughout the 20th and 21st centuries, but no human mission has yet launched. SpaceX founder Elon Musk presented a plan in September 2016 to, optimistically, launch a crewed mission to Mars in 2024 at an estimated development cost of US$10 billion, but this mission is not expected to take place before 2027.^[256] In October 2016, President Barack Obama renewed United States policy to pursue the goal of sending humans to Mars in the 2030s, and to continue using the International Space Station as a technology incubator in that pursuit.^[257][258] The NASA Authorization Act of 2017 directed NASA to get humans near or on the surface of Mars by the early 2030s.^[259] In addition, China plans to send a crewed Mars mission in 2033.^[260]

Viewing

The mean apparent magnitude of Mars is +0.71 with a standard deviation of 1.05.^[13] Because the orbit of Mars is eccentric, the magnitude at opposition from the Sun can range from about −3.0 to −1.4.^[261] The minimum brightness is magnitude +1.86 when the planet is near aphelion and in conjunction with the Sun.^[13] At its brightest, Mars (along with Jupiter) is second only to Venus in luminosity.^[13] Mars usually appears distinctly yellow, orange, or red. NASA's Spirit rover has taken pictures of a greenish-brown, mud-colored landscape with blue-grey rocks and patches of light red sand.^[262] When farthest away from Earth, it is more than seven times farther away than when it is closest. Mars is usually close enough for viewing once or twice at 15-year or 17-year intervals.^[263]

As Mars approaches opposition, it begins a period of retrograde motion, which means it will appear to move backwards in a looping motion with respect to the background stars. The duration of this retrograde motion lasts for about 72 days, and Mars reaches its peak luminosity in the middle of this motion.^[264]

Closest approaches

Relative

The point at which Mars's geocentric longitude is 180° different from the Sun's is known as opposition, which is near the time of closest approach to Earth. The time of opposition can occur as much as 8.5 days away from the closest approach. The distance at close approach varies between about 54 and 103 million km (34 and 64 million mi) due to the planets' elliptical orbits, which causes comparable variation in angular size.^[265][266] The most recent Mars opposition occurred on 13 October 2020, at a distance of about 63 million km (39 million mi).^[267] The average time between the successive oppositions of Mars, its synodic period, is 780 days; but the number of days between the dates of successive oppositions can range from 764 to 812.^[191]

Absolute, around the present time

Mars made its closest approach to Earth and maximum apparent brightness in nearly 60,000 years, 55,758,006 km (0.37271925 AU; 34,646,419 mi), magnitude −2.88, on 27 August 2003, at 09:51:13 UTC. This occurred when Mars was one day from opposition and about three days from its perihelion, making it particularly easy to see from Earth. The last time it came so close is estimated to have been on 12 September 57,617 BC, the next time being in 2287.^[268] This record approach was only slightly closer than other recent close approaches. For instance, the minimum distance on 22 August 1924, was 0.37285 AU, and the minimum distance on 24 August 2208, will be 0.37279 AU.^[191]

Every 15 to 17 years, Mars comes into opposition near its perihelion. These perihelic oppositions make a closer approach to earth than other oppositions which occur every 2.1 years. Mars comes into perihelic opposition in 2003, 2018 and 2035, with 2020 and 2033 being close to perihelic opposition.^[269][270]

Historical observations

The history of observations of Mars is marked by the oppositions of Mars when the planet is closest to Earth and hence is most easily visible, which occur every couple of years. Even more notable are the perihelic oppositions of Mars, which are distinguished because Mars is close to perihelion, making it even closer to Earth.^[269]

Ancient and medieval observations

The ancient Sumerians believed that Mars was Nergal, the god of war and plague. During Sumerian times, Nergal was a minor deity of little significance, but, during later times, his main cult center was the city of Nineveh.^[272] In Mesopotamian texts, Mars is referred to as the "star of judgement of the fate of the dead."^[273] The existence of Mars as a wandering object in the night sky was also recorded by the ancient Egyptian astronomers and, by 1534 BCE, they were familiar with the retrograde motion of the planet.^[274] By the period of the Neo-Babylonian Empire, the Babylonian astronomers were making regular records of the positions of the planets and systematic observations of their behavior. For Mars, they knew that the planet made 37 synodic periods, or 42 circuits of the zodiac, every 79 years. They invented arithmetic methods for making minor corrections to the predicted positions of the planets.^[275][276] In Ancient Greece, the planet was known as Πυρόεις.^[277]

In the fourth century BCE, Aristotle noted that Mars disappeared behind the Moon during an occultation, indicating that the planet was farther away.^[278] Ptolemy, a Greek living in Alexandria,^[279] attempted to address the problem of the orbital motion of Mars. Ptolemy's model and his collective work on astronomy was presented in the multi-volume collection Almagest, which became the authoritative treatise on Western astronomy for the next fourteen centuries.^[280] Literature from ancient China confirms that Mars was known by Chinese astronomers by no later than the fourth century BCE.^[281] In the East Asian cultures, Mars is traditionally referred to as the "fire star" (Chinese: 火星), based on the Five elements.^{[282][283][284]}

During the seventeenth century, Tycho Brahe measured the diurnal parallax of Mars that Johannes Kepler used to make a preliminary calculation of the relative distance to the planet.^[285] When the telescope became available, the diurnal parallax of Mars was again measured in an effort to determine the Sun-Earth distance. This was first performed by Giovanni Domenico Cassini in 1672. The early parallax measurements were hampered by the quality of the instruments.^[286] The only occultation of Mars by Venus observed was that of 13 October 1590, seen by Michael Maestlin at Heidelberg.^[287] In 1610, Mars was viewed by Italian astronomer Galileo Galilei, who was first to see it via telescope.^[271] The first person to draw a map of Mars that displayed any terrain features was the Dutch astronomer Christiaan Huygens.^[288]

Martian "canals"

By the 19th century, the resolution of telescopes reached a level sufficient for surface features to be identified. On 5 September 1877, a perihelic opposition of Mars occurred. During that day, the Italian astronomer Giovanni Schiaparelli used a 22 centimetres (8.7 in) telescope in Milan to help produce the first detailed map of Mars. These maps notably contained features he called canali, which were later shown to be an optical illusion. These canali were supposedly long, straight lines on the surface of Mars, to which he gave names of famous rivers on Earth. His term, which means "channels" or "grooves", was popularly mistranslated in English as "canals".^[289][290]

Influenced by the observations, the orientalist Percival Lowell founded an observatory which had 30 and 45 centimetres (12 and 18 in) telescopes. The observatory was used for the exploration of Mars during the last good opportunity in 1894 and the following less favorable oppositions. He published several books on Mars and life on the planet, which had a great influence on the public.^[291][292] The canali were independently found by other astronomers, like Henri Joseph Perrotin and Louis Thollon in Nice, using one of the largest telescopes of that time.^[293][294]

The seasonal changes (consisting of the diminishing of the polar caps and the dark areas formed during Martian summer) in combination with the canals led to speculation about life on Mars, and it was a long-held belief that Mars contained vast seas and vegetation. As bigger telescopes were used, fewer long, straight canali were observed. During an observation in 1909 by Camille Flammarion with an 84 centimetres (33 in) telescope, irregular patterns were observed, but no canali were seen.^[295]

In culture

Mars is named after the Roman god of war. In different cultures, Mars represents masculinity and youth. Its symbol, a circle with an arrow pointing out to the upper right, is also used as a symbol for the male gender.^[296] The symbol dates from at latest the 11th century, at which time it was an arrow across or through a circle. The Greek Oxyrhynchus Papyri appear to show a different symbol, of uncertain depiction.^[297]

Intelligent "Martians"

The idea that Mars was populated by intelligent Martians became widespread in the late 19th century. Schiaparelli's "canali" observations combined with Percival Lowell's books on the subject put forward the standard notion of a planet that was a drying, cooling, dying world with ancient civilizations constructing irrigation works.^[298] Many other observations and proclamations by notable personalities added to what has been termed "Mars Fever".^[299] In 1899, while investigating atmospheric radio noise using his receivers in his Colorado Springs lab, inventor Nikola Tesla observed repetitive signals that he later surmised might have been radio communications coming from another planet, possibly Mars. In a 1901 interview, Tesla said:

It was some time afterward when the thought flashed upon my mind that the disturbances I had observed might be due to an intelligent control. Although I could not decipher their meaning, it was impossible for me to think of them as having been entirely accidental. The feeling is constantly growing on me that I had been the first to hear the greeting of one planet to another.^[300]

Tesla's theories gained support from Lord Kelvin who, while visiting the United States in 1902, was reported to have said that he thought Tesla had picked up Martian signals being sent to the United States.^[301] Kelvin denied this report shortly before leaving: "What I really said was that the inhabitants of Mars, if there are any, were doubtless able to see New York, particularly the glare of the electricity."^[302]

In a New York Times article in 1901, Edward Charles Pickering, director of the Harvard College Observatory, said that they had received a telegram from Lowell Observatory in Arizona that seemed to confirm that Mars was trying to communicate with Earth.^[303] In a statement regarding these alleged signals, Pickering said:

Early in December 1900, we received from Lowell Observatory in Arizona a telegram that a shaft of light had been seen to project from Mars (the Lowell observatory makes a specialty of Mars) lasting seventy minutes. I wired these facts to Europe and sent out neostyle copies through this country. The observer there is a careful, reliable man and there is no reason to doubt that the light existed. It was given as from a well-known geographical point on Mars. That was all. Now the story has gone the world over. In Europe, it is stated that I have been in communication with Mars, and all sorts of exaggerations have spring up. Whatever the light was, we have no means of knowing. Whether it had intelligence or not, no one can say. It is absolutely inexplicable.^[303]

Pickering later proposed creating a set of mirrors in Texas, intended to signal Martians.^[304]

More recently, the high-resolution mapping of the surface of Mars, culminating in Mars Global Surveyor, revealed no artifacts of habitation by "intelligent" life, but pseudoscientific speculation about intelligent life on Mars still continues from commentators such as Richard C. Hoagland. Reminiscent of the canali observations, these speculations are based on small scale features perceived in the spacecraft images, such as "pyramids" and the "Face on Mars". In his book Cosmos, Planetary astronomer Carl Sagan wrote:

Mars has become a kind of mythic arena onto which we have projected our Earthly hopes and fears.^[290]

In literature and media

The depiction of Mars in fiction has been stimulated by its dramatic red color and by nineteenth-century scientific speculations that its surface conditions might support not just life but intelligent life.^[305] This gave way to many science fiction stories involving these concepts, such as H. G. Wells' The War of the Worlds, in which Martians seek to escape their dying planet by invading Earth, Ray Bradbury's The Martian Chronicles, in which human explorers accidentally destroy a Martian civilization, as well as Edgar Rice Burroughs' Barsoom series, C. S. Lewis' novel Out of the Silent Planet (1938),^[306] and a number of Robert A. Heinlein stories before the mid-sixties.^[307] Some writers referenced Mars in their novels, such as Jonathan Swift, who referenced Mars's moons in the 19th chapter of his novel Gulliver's Travels, about 150 years before their actual discovery by Asaph Hall, detailing reasonably accurate descriptions of their orbits.^[308][309] Since then, depictions of Martians have also extended to animation. A comic figure of an intelligent Martian, Marvin the Martian, appeared in Haredevil Hare (1948) as a character in the Looney Tunes animated cartoons of Warner Brothers, and has continued as part of popular culture to the present.^[310]

After the Mariner and Viking spacecraft had returned pictures of Mars as it really is, a lifeless and canal-less world, these ideas about Mars were abandoned, and a vogue for accurate, realist depictions of human colonies on Mars developed, the best known of which may be Kim Stanley Robinson's Mars trilogy. Pseudo-scientific speculations about the Face on Mars and other enigmatic landmarks spotted by space probes have meant that ancient civilizations continue to be a popular theme in science fiction, especially in film.^[311] The many failures in Mars exploration probes resulted in a satirical counter-culture blaming the failures on an Earth-Mars "Bermuda Triangle", a "Mars Curse", or a "Great Galactic Ghoul" that feeds on Martian spacecraft.^[312]

See also

• List of missions to Mars
• Mars monolith
• Mineralogy of Mars
• Outline of Mars
• Timekeeping on Mars
• Wikipedia table comparing stats of planets in the Solar System

Notes

References

External links

• Mars at Curlie
• Mars Exploration Program at NASA.gov
• Mars Trek – An integrated map browser of maps and datasets for Mars
• Google Mars and Google Mars 3D, interactive maps of the planet
• Geody Mars, mapping site that supports NASA World Wind, Celestia, and other applications
• Interactive 3D Gravity simulation of the Martian system and all the operational spacecraft in orbit around it as of the 12'th of June 2020

Images

• Mars images by NASA's Planetary Photojournal
• Mars images by NASA's Mars Exploration Program
• Mars images by Malin Space Science Systems
• HiRISE image catalog by the University of Arizona

Videos

• Rotating color globe of Mars by the National Oceanic and Atmospheric Administration
• Rotating geological globe of Mars by the United States Geological Survey
• NASA's Curiosity Finds Ancient Streambed – First Evidence of Water on Mars on YouTube by The Science Channel (2012, 4:31)
• Flight Into Mariner Valley by Arizona State University
• High resolution video simulation of rotating Mars by Seán Doran, showing Arabia Terra, Valles Marineris and Tharsis (see album for more)
• Mars rover captures high-resolution panorama of its home (NASA)

Cartographic resources

• Mars nomenclature and quadrangle maps with feature names by the United States Geological Survey
• Geological map of Mars by the United States Geological Survey
• Viking orbiter photomap by Eötvös Loránd University
• Mars Global Surveyor topographical map by Eötvös Loránd University