遥感教程第19-10页¶
在地球旁边，没有其他行星比火星更吸引人了，火星是红色的行星，距离太阳1.5倍的距离。尽管在太空时代之前，人们对火星的了解还不多，但珀西瓦尔·洛厄尔等天文学家在火星上看到的使他们想起水渠的标记的想法，导致了一种虚构的希望，即这意味着（人类）生命可能存在。火星在一些经典的科幻小说中出现，比如H.G.威尔斯的《世界大战》。然后，在1962年，一个太空探测器送回了火星表面的第一张照片，这个星球的自然奇观很快就超过了那些富有想象力的作家。接下来的四页将总结我们仍在学习的内容。我们先从地球在不同的半球体位置上的几个好的图像开始，然后重新叙述各种航天器到火星的主要旅行。
火星，红色星球¶
我们现在转向地球以外的地区，因为我们探索神秘的火星，最近由于发现了单细胞有机物质（生命？）的可能证据而引起了兴趣。在一颗陨石中（在南极发现），据信是由于撞击古火星地壳而喷射到深空的。继地球和月球之后，火星因其与地球本身的相似性（但作为一个已经失去大部分水的行星）而成为研究最为深入的太阳系天体，因此是曾经或现在仍然活跃的生物材料的候选者。今天的宇宙飞船正在绕着它运行，表面漫游者正在为它计划，美国宇航局和整个世界社会都希望有足够的证据证明它的特殊特性，以保证一个长期的计划，最终使人类踏上它的表面。另一个引起人们对火星关注的原因是，它有许多可以通过地球地质研究推断出来的特征（以及一些没有陆地对应物的特征——由于完全没有海洋和植被覆盖，这些特征很容易被“看到”。
如果您想快速浏览火星或图片，请访问以下四个网站： (1) ， (2) ， (3) ， (4)
火星的平均直径（6780公里 [4875英里] ）体积约为地球体积的1/8。火星日几乎与地球日相同；火星绕太阳运行轨道需要1.86地球年（685天）。它的轨道明显是椭圆形的（1.38 a.u.近日点到1.67 a.u.远日点；平均距离1.52 a.u.）。它的旋转轴倾斜25度，与地球相似，这使得火星有夏季和冬季。火星的平均密度为3.93克/厘米。3 与地球相比，5.52 g/cm3 它很可能有一个小得多的内部核心，可能是铁贫。
下面是一张美丽的火星半球的全脸图像，这应该让我们明白为什么火星也被称为红色行星。这幅镶嵌画是用重新加工的维京人图像制作的。后面描述的两个显著特征是脸上巨大的裂缝，被称为VallesMarineris，以及左侧塔尔西斯群中的三座大火山。
将这与通过哈勃太空望远镜拍摄的一张火星表面的单一（非镶嵌）图像进行比较。
然后，通过允许接近真实颜色的滤镜，看看哈勃太空望远镜（HST）上的电子摄像系统拍摄的这三张火星半球图。四肢的蓝色有些人造。
最近的哈勃图像经过处理，完全对比了色差；因此：
` <>`__19-33: From these four full face views, what would you deduce about martian rocks? `ANSWER <Sect19_answers.html#19-33>`__
2003年8月下旬，火星成为电视和报纸报道的“热门项目”。火星的轨道是这样的，大部分时间它位于离地球1.6亿公里（1亿英里）以外。但很少有两颗行星在其轨道上的位置把它们靠得更近。2003年8月27日，火星和地球相距最近（55890000公里或34500000英里）。这种情况直到大约60000年前才发生，但大约600年后会发生到第三个千年。数以千计的业余望远镜、100多台天文台望远镜和哈勃太空望远镜都在这颗红色行星上训练（这颗行星比金星还小，是天空中最亮的物体），并拍摄了许多照片。下面这两个是由哈勃太空望远镜在轨道上和英国红外望远镜。位于夏威夷的地面）：
从这些完整的行星表面视图来看，火星的整体表面状态是由三种主要的颜色状态组成的：1）主要的红色表面，目前已知是岩石、土壤和灰尘被强烈氧化成赤铁矿、火山灰和火山灰的相的区域。铁的γ多晶型2 o 3 以及类似的矿物 [包括以“褐铁矿”为名的水合氧化铁，如果地表和地下的水能“经受”赤铁矿] ）；2）深蓝色至黑色表面，可能是铁变色较少的基岩；3）电杆周围的白色区域，确定为水和二氧化碳（外层涂层）的混合物。第二个颜色阶段意味着地表是基岩，氧化铁粉尘覆盖不足，无法显著改变所描绘的颜色；这意味着在火星风清除之前沉积的大部分红色粉尘时，对玄武岩的现场改造和粉尘覆盖的短暂性质要少得多。（但有些可能是在强沙尘暴期间周期性沉积的） [见下一页] ）第二个颜色阶段的一个例子，看一看锡兰的主要生理学区域。可能是火山地壳，可能是玄武岩。然而，它的大小因时而变，因为风在它的边界上来回携带红色的尘埃。
火星是第一颗详细绘制的外星行星，仅仅是通过望远镜观测得到的。因此，在1881年，乔瓦尼·夏帕雷利出版了下面的地图，其中他命名的许多特征在今天的命名法中仍然是这样的。尽管这些名称在下图中难以辨认，但我们复制了这张地图的历史重要性：
珀西瓦尔·洛厄尔爵士用他在亚利桑那州弗拉格斯塔夫的一座小山上建造的望远镜扩展了这幅地图。他1909年的地图显示了大量近乎直线的线条，这是夏帕雷利称之为“卡纳利”，他“认为”他可以看到。这导致了20世纪后半叶人们普遍相信火星上可能存在被“居民”用来运输水的运河。因此，火星人的传说诞生了（例如，H.G.威尔斯的《世界大战》把这些生物通过宇宙飞船带到地球上，结果却屈从于地球上的不利生物条件）。当然，当看到上面的美景时，这些运河就消失了。
在一个网络站点上复制一张现代地图是很困难的，它显示了火星的所有特征。我们将尝试以下简化版本：
我们认识到熟悉如此多的特性名称及其位置的困难。但是，从这个列表中可以找到以下内容：奥林巴斯蒙斯；阿尔西亚尔蒙斯；帕维尼蒙斯；瓦尔斯海因里亚斯；阿尔巴泰拉；阿拉伯泰拉；诺亚奇斯泰拉；阿尔盖尔普兰提亚；克莱斯勒普兰提亚；希腊普兰提亚；伊利西姆普兰提亚；特拉西米利亚。
上面的地图很难读懂。为了帮助您找到本小节中涉及火星的一些地点，我们添加了一个隐藏页面，点击 Here ；此页还包含三个放大到足以显示主要功能的可读名称的地图。
我们现在从飞越、轨道测量和着陆中了解了很多关于火星的信息。1965年7月14日，水手4号的第一次飞越产生了22张图片，覆盖了大约1%的地球。下面是这些电视画面中的一个，六年后，“水手9号”上的电视几乎覆盖了同一个区域（见下文），这是技术进步的一个很好的衡量标准：
“水手6号”和“水手7号”分别于1969年7月31日和8月5日经过火星，共拍摄了199张图像，覆盖了整个火星表面的10%左右。典型的水手6号图片显示了南极地区被霜冻覆盖的部分地区，有深色的火山口、沟壑和凹坑。
继1971年11月13日“水手9号”成功绕另一颗行星轨道飞行之后，覆盖范围出现了巨大的飞跃。返回超过7300张全色图像的广角电视摄像机，能够1-3公里（0.6-1.9英里）的分辨率，几乎映射整个表面，而窄角电视摄像机以100米（328英尺）的分辨率对选定区域成像。“水手9号”还携带了一个红外辐射计、一个红外干涉仪分光计和一个紫外分光计。成像的表面使火星成为太阳系中最具多样性和壮观的行星体之一。由于缺乏植被和水覆盖，容易看到的地质特征往往规模宏大，有时是独特的。与大多数外星物体一样，天体地质学家对它们的解释是从比较或对比地球上已知的特征开始的。火星的特征往往需要创新的解释。
一个典型的水手9号视图，作为一个马赛克，显示了断裂，侵蚀（溪流？）通道和凹坑。
俄国人在1971年发射了火星2号和火星3号探测器到这颗行星，但获得的数据有限，主要是关于磁场的。1973年，前苏联又向这颗红色星球发射了三个航天器。1974年3月，火星4号未能绕地球运行，但火星5号的确绕地球运行，其时间足以返回数据，包括20个轨道中的10个轨道上的图像。火星6号成功地降落在稀薄的mrtian大气层中，但在着陆前的最后一秒失败了。
美国对火星的探索在1975年8月20日和1975年9月9日达到高潮，分别发射了海盗1号和2号。他们的轨道器部件于1976年6月下旬和8月初开始绕地球运行，与美国200周年庆典大致同步。每个摄像头都装有两个相同的摄像机，能够进行彩色成像（通过彩色滤光片拍摄的黑白图像的合成），并以100米（328英尺）的分辨率获取立体场景。他们还装备了热成像、红外光谱仪和第二台红外光谱仪，用于探测大气中的水。
作为维京人形象的一个例子，考虑一下这幅维京人1的提尔赫纳·帕特拉（Tyrrhena Patera）视图，这是一座由流动和丰富的火山灰构成的火山，位于南半球的Hellas盆地附近。
下面两张维京人的图片展示了提尔赫纳火山的彩色版本。第一幅图像没有浮雕感，但当我们将地形信息与这幅图像混淆时，以强烈的垂直放大为特征的透视图给出了其高度感：
` <>`__19-34: Critique the above two views of Tyrrhena, specifically in regards to misconceptions they might give about martian topography. `ANSWER <Sect19_answers.html#19-34>`__
两个维京人还运输可分离的着陆车辆，由降落伞下降整个大气层。维京1号着陆器于1976年7月20日着陆，维京2号着陆器于9月3日着陆。与月球一样，着陆过程中的一个主要问题是月球表面的性质，可能是凹陷（如火山口壁），也可能被散落的巨石和其他碎片覆盖，如图所示：
到目前为止，所有的着陆都避免了这些陷阱。火星表面的第一张图像（黑白）是：
这两台电视也成功地将地面的彩色图像传输到可见地平线。
两个维京登陆车是特殊的地面真理装置。从他们的全景中可以看到一个红色的铁覆盖的表面，由岩石组成（最大的>2米 [6.6英尺] ）夹杂着沙和灰尘，有些堆积成初始沙丘。在其他视图中，一些岩石看起来像泡状玄武岩。请注意天空稀薄气体层（主要是二氧化碳）较低、多尘层中的黄棕色色调。这座静止的天文台还配备了磁铁、地震仪、X射线荧光光谱仪（从可移动的勺子接收样本）、微型气象站和三个实验，寻找生物物质代谢作用的迹象（主要是释放或吸收的气体）（未发现）。
` <>`__19-35: Using the left (or upper) of the Viking surface pictures, comment on the conditions above the martian surface. `ANSWER <Sect19_answers.html#19-35>`__
维京人之后，火星探索的恢复属于火星观察者，但这艘宇宙飞船在1993年未能在火星途中完成。下一次访问是由火星全球测量员Launche于1996年在地球轨道上拍摄高达3米分辨率的照片。它的三个主要仪器是MOC（火星轨道照相机）、MOLA（火星轨道激光高度计）和TES（热发射光谱仪）。该航天器描述于 page 19-13 但作为一个预览样本，这里的图像以高分辨率显示了一个非常大的陨石坑牛顿内的小撞击坑的内壁；沿着侧面延伸的一系列通道条被解释为地下水在沿着墙壁和E的某个深度出现的证据。在这些细沟中捣棒（见 page 19-13 详情请参阅。
由喷气推进实验室（JPL）运行的探路者任务于1997年将一辆月球车降落在地面上，并进行了一系列物理和化学实验。然后，在2001年10月，火星奥德赛任务到达了这颗行星，并继续与Themis、其热发射光谱仪、GRS、伽马射线光谱仪和其他仪器收集数据。2003年，又有几艘美国和国际宇宙飞船被送入火星。如果成功，请参阅第19-13页。