Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размеру планета Солнечной системы. Наряду с Меркурием, Венерой и Землёй принадлежит к семейству планет земной группы. Названа в честь Марса — древнеримского бога войны, соответствующего древнегреческому Аресу. Из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей минералом маггемитом — -оксидом железа(III), Марс называют Красной планетой.
Марс хорошо виден с Земли невооружённым глазом. Его видимая звёздная величина достигает −2,94m (при максимальном сближении с Землёй). Марс уступает по яркости лишь Юпитеру (во время великого противостояния Марса он может превзойти Юпитер), Венере, Луне и Солнцу. Противостояние Марса можно наблюдать каждые два года.
У Марса есть два естественных спутника — Фобос и Деймос (в переводе с древнегреческого — «страх» и «ужас», имена двух сыновей Ареса, сопровождавших его в бою), которые относительно малы (Фобос — 26,8×22,4×18,4 км, Деймос — 15×12,2×10,4 км) и имеют неправильную форму.
Масса планеты составляет 10,7 % массы Земли, а по линейному размеру она практически ровно вдвое меньше Земли. Год на Марсе длится 687 земных суток, или около 669 марсианских солнечных суток (солов). На Марсе происходит смена времён года, аналогичная земной, но вытянутость его орбиты приводит к большим различиям в продолжительности сезонов.
Атмосфера Марса сильно разрежена, давление на его поверхности примерно в меньше земного. Большое количество пыли приводит к возникновению пылевых бурь, которые оказывают заметное воздействие на распределение температуры в атмосфере Марса, сильные пылевые бури могут полностью скрывать поверхность планеты. Средняя температура на Марсе составляет ~210 K (−63 °C), а суточный температурный диапазон варьируется от 184 K до 242 K (от −89 до −31 °C).
Рельеф Марса обладает многими уникальными чертами. В число особенностей поверхностного рельефа Марса входят ударные кратеры наподобие лунных, а также вулканы, долины, пустыни и полярные ледниковые шапки наподобие земных. В прошлом на Марсе, как и на Земле, происходило движение литосферных плит.
На Марсе имеется множество геологических образований, напоминающих водную эрозию, в частности, высохшие русла рек, также были найдены минералы, которые могли образоваться только в результате длительного воздействия воды. Последние данные свидетельствуют о наличии воды в прошлом в течение геологически значимых промежутков времени. Вопрос возможности существования жизни на Марсе занимал людей веками из-за близости планеты и её сходства с Землёй. Научный поиск признаков жизни начался в XIX веке и продолжается по настоящее время.
Марс издавна вызывал интерес не только у астрономов, но и у философов и деятелей искусства. Первые наблюдения Марса проводились ещё до изобретения телескопа. Расцвет телескопических наблюдений Марса пришёлся на конец XIX — середину XX века, а начиная с 1962 года начались непосредственные исследования Марса при помощи АМС. К началу XXI века Марс — наиболее подробно изученная планета Солнечной системы после Земли. По состоянию на 2026 год орбитальная исследовательская группировка на орбите Марса насчитывает семь функционирующих космических аппаратов: «Марс Одиссей», «Марс-экспресс», Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter, «Аль-Амаль» и орбитальный аппарат китайской миссии «Тяньвэнь-1». Это больше, чем около любой другой планеты, не считая Землю. Кроме того, поверхность Марса в настоящее время исследует два марсохода — «Кьюриосити» и «Персеверанс».
Орбитальные характеристики
+ Великие противостояния Марса (минимальное расстояние до Земли) за 1830—2050 годы Дата Расст., Расст.,млн км 19 сентября 1830 0,388 58,04 18 августа 1845 0,373 55,80 17 июля 1860 0,393 58,79 5 сентября 1877 0,377 56,40 4 августа 1892 0,378 56,55 24 сентября 1909 0,392 58,64 23 августа 1924 0,373 55,80 23 июля 1939 0,390 58,34 10 сентября 1956 0,379 56,70 10 августа 1971 0,378 56,55 22 сентября 1988 0,394 58,94 28 августа 2003 0,373 55,80 27 июля 2018 0,386 57,74 15 сентября 2035 0,382 57,15 14 августа 2050 0,374 55,95
Минимальное расстояние от Марса до Земли составляет (когда Земля находится точно между Солнцем и Марсом), максимальное — (когда Солнце находится точно между Землёй и Марсом).
Среднее расстояние от Марса до Солнца составляет (), период обращения вокруг Солнца равен 687 земным суткам или примерно 669 марсианским солам. Орбита Марса имеет довольно заметный эксцентриситет (0,0934), поэтому расстояние до Солнца меняется от 206,6 до 249,2 млн км. Наклонение орбиты Марса к плоскости эклиптики равно 1,85°.
Марс ближе всего к Земле во время противостояния, когда планета находится на небе в направлении, противоположном Солнцу. Противостояния повторяются каждые в разных точках орбиты Марса и Земли. Раз в 15—17 лет противостояния приходятся на то время, когда Марс находится вблизи своего перигелия; в этих традиционно называемых великими противостояниях расстояние до планеты минимально (менее ) и Марс достигает наибольшего углового размера 25,1″ и видимой звёздной величины −2,94m. Последний раз Марс был в противостоянии 16 января 2025 года, а следующее противостояние Марса произойдёт 19 февраля 2027 года. Последнее же великое противостояние Марса произошло 27 июля 2018 года. Тогда он находился на расстоянии 0,386 а. е. от Земли. Как правило, во время великого противостояния (то есть когда противостояние Марса с Землёй происходит близко к прохождению Марсом перигелия своей орбиты) оранжевый Марс становится ярчайшим объектом ночного неба после Луны и Венеры.
Физические характеристики
Параметры планеты Марс — четвёртая по удалённости от Солнца (после Меркурия, Венеры и Земли) и седьмая по размеру (превосходит по массе и диаметру только Меркурий) планета Солнечной системыСм. сравнительную таблицу Солнечная система#Сравнительная таблица основных параметров планет. Его включают в число планет земной группы, которые объединяют сопоставимые с Землёй размеры и твёрдая поверхность. Масса Марса составляет Земли, объём — Земли, а средний линейный диаметр — Земли.
По линейному размеру Марс практически ровно вдвое меньше Земли. Его средний экваториальный радиус оценивается как или ( земного). Средний полярный радиус Марса оценивается в или ; полярный радиус у северного полюса — , у южного — .
Таким образом, полярный радиус примерно на — меньше экваториального радиуса, а относительное полярное сжатие Марса больше земного (соответственно 1/170 и 1/298), хотя период вращения у Земли несколько меньший, чем у Марса; это позволило в прошлом выдвинуть предположение об изменении скорости вращения Марса со временем.
Площадь поверхности Марса равна (28,3 % площади поверхности Земли) и приблизительно равна площади суши на Земле. Масса планеты — 6,417—6,418 кг, более точные значения: 6,4171 кг или кг. Масса Марса составляет около 10,7 % массы Земли. Средняя плотность Марса — 3930—3933 кг/м3, более точное значение: или (0,713 земной плотности).
Ускорение свободного падения на экваторе равно (0,378 земного), что практически столько же, сколько у планеты Меркурий, которая почти вдвое меньше Марса, но обладает массивным ядром и большей плотностью; первая космическая скорость составляет , вторая — .
Сила тяжести
Сила тяжести у поверхности Марса примерно в 2,5 раза слабее земной (39,4 %). Среднее значение ускорения свободного падения на Марсе составляет 3,72076 м/с2. Как и на Земле, точное значение ускорения свободного падения на Марсе варьирует, могут наблюдаться локальные пространственные изменения гравитационного поля (гравитационные аномалии), связанные с неоднородностью плотности в недрах планеты. Изменение толщины коры Марса, геологическая активность, сезонные изменения полярных шапок, изменения атмосферной массы и изменения пористости коры также могут коррелировать с локальными изменениями силы тяжести. Изучение поверхностной гравитации Марса может дать информацию о различных особенностях строения и предоставить полезную информацию для будущих посадок на Марс. Поскольку неизвестно, является ли такая сила тяжести достаточной, чтобы избежать длительных проблем со здоровьем, для долговременного пребывания человека на Марсе рассматриваются варианты создания искусственной силы тяжести с помощью утяжеляющих костюмов или центрифуг, обеспечивающих схожую с земной нагрузку на скелет.
Сутки и год
Период вращения планеты близок к земному — 24 часа 37 минут 22,4 секунды (относительно звёзд), длина средних марсианских солнечных суток составляет , что всего на 2,7 % длиннее земных суток. Для удобства марсианские сутки именуют «солами». .
Марс вращается вокруг своей оси, наклонённой относительно перпендикуляра к плоскости орбиты под углом 25,19°. Наклон оси вращения Марса схож с земным и обеспечивает смену времён года. При этом эксцентриситет орбиты приводит к больши́м различиям в их продолжительности — так, северная весна и лето, вместе взятые, длятся 371 сол, то есть заметно больше половины марсианского года. В то же время они приходятся на участок орбиты Марса, удалённый от Солнца, поэтому на Марсе северное лето долгое и прохладное, а южное — короткое и относительно тёплое.
Атмосфера и климат
Атмосфера Марса, состоящая в основном из углекислого газа, очень разрежена. Давление у поверхности Марса в меньше земного — на среднем уровне поверхности. Из-за большого перепада высот на Марсе давление у поверхности сильно изменяется. Высота однородной атмосферы Марса составляет , примерная общая масса воздушной оболочки — 2,5 кг.
Температура на планете изменяется от на полюсах зимой до на экваторе летом. Максимальная температура атмосферы, зафиксированная марсоходом «Спирит», составила +35 °C. В средних широтах температура колеблется от зимней ночью до летним днём. При эффективной температуре () средняя температура поверхности Марса составляет (), что соответствует парниковому эффекту атмосферы равному .
По первым данным спускаемого аппарата АМС «Викинг» (1976), в марсианской атмосфере было определено около аргона, азота, а — углекислый газ. Согласно современным данным от 2004 года, атмосфера Марса состоит на 95,32 % из углекислого газа; также в ней содержится 2,7 % азота, 1,6 % аргона, 0,145 % кислорода, водяного пара, 0,08 % угарного газа, оксид азота (NO) — , неон (Ne) — , полутяжёлая вода водород-дейтерий-кислород (HDO) , криптон (Kr) , ксенон (Xe) — (состав приведён в объёмных долях).
Согласно данным АМС «Марс-2» и «Марс-3», нижняя граница ионосферы находится на высоте , максимум электронной концентрации расположен на высоте , другие два максимума находятся на высотах 85 и . Радиопросвечивание атмосферы на радиоволнах длиной 8 и , проведённое АМС «Марс-4» 10 февраля 1974 года, показало наличие ночной ионосферы Марса с главным максимумом ионизации на высоте и концентрацией электронов , а также вторичными максимумами на высоте 65 и .
Разрежённость марсианской атмосферы и отсутствие магнитосферы приводят к тому, что уровень ионизирующей радиации на поверхности Марса существенно выше, чем на поверхности Земли. Мощность эквивалентной дозы на поверхности Марса составляет в среднем (изменяясь в зависимости от солнечной активности и атмосферного давления в пределах от 0,35 до ) и обусловлена главным образом космическим излучением; для сравнения, в среднем на Земле эффективная доза облучения от естественных источников, накапливаемая за год, равна , в том числе от космических лучей . Таким образом, всего за несколько дней космонавт на поверхности Марса получит такую же эквивалентную дозу облучения, какую на поверхности Земли он получил бы за год.
Атмосферное давление По данным НАСА на 2004 год, давление атмосферы на среднем радиусе составляет в среднем (), меняясь в зависимости от сезона от 400 до . Плотность атмосферы у поверхности — около .