宇宙知识篇(三)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：王月霞

出版社：远方出版社

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宇宙知识篇(三)试读：

前言

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该书编撰得到了各部门专家、学者的高度重视。从该书的框架结构到内容选择；从知识主题的阐述到分门别类的归集；从编写中的问题争议到书稿最后的审议，专家、学者都提供了很宝贵的修改意见，使本书具有很高的权威性、知识性和普及性。

本书采用分级管理、分工负责的办法编写，在编写的过程中得到了国家图书馆、中国科学院图书馆、中国社会科学院图书馆、北京师范大学图书馆的大力支持和帮助，在此一并表示真诚的谢意！在本书编写过程中，我们参考了相关领域的最新研究成果，谨向他们表示衷心的感谢！

由于编写时间仓促，加之水平有限，尽管我们尽了最大努力，书中仍难免有不妥之处，敬请广大读者批评指正。本书编委会2006年1月

行星世界

水星

在九大行星中水星在轨道上前进的速度最快。水星以平均每秒47.89千米的速度在轨道上飞跑，绕太阳1周仅仅只需要87.969日。水星与地球的会合周期是115.88日，大约是个月的时间，当水星经过太阳和地球之间，如果正碰上水星在远日点的位置时，水星和地球的距离最近。这时它们相距只有8000万千米，它的视直径只有12″。不过这个时候水星被太阳照亮的一面背对着我们，所以我们无法看到它。当水星转到和地球相对的太阳另一面时，它与地球的距离可以远到22000万千米。那时它向着我们的一面被太阳照亮，很容易在望远镜里看到它，但是它的圆轮直径已经缩小到只有4″.5了。

水星是内行星，所以它像月亮有月相一样，表现出一连串的相位变化，在它与地球的一个会合周期里这些位相连续地变化着。

由于我们只用肉眼是看不到水星的视圆面，所以也看不到水星的位相变化。当哥白尼提出日心论的时候，那些维护地心论的人就以水星、金星没有相位变化来为地心论辩解；他们说：“如果水、金两星在地球的轨道之内环绕太阳运行，它们便应该表现位相”。哥白尼当时就回答他们说：“上帝将使人们发明仪器帮助视力，有一天你们会看见这些位相的。”后来果然如哥白尼预言的那样，伽利略发明了天文望远镜以后，他首先看到了内行星的位相变化，给哥白尼的日心论以强有力的支持。

水星在绕太阳公转的同时本身也在自转着。过去一直、认为水星的自转周期与公转周期相等，也是87.969日。后来测量仪器有了发展，在1965年利用射电方法测得水星的自转周期是58.646日。天文学家立刻就发现水星的这个新测定的自转周期恰与它的公转周期之比为2：3，也就是说水星每自转3圈所需的时间，恰好是它绕日公转两圈的时间。这种现象在天体力学上称为自转-公转耦合现象。耦合当然不是巧合，它是行星动力学演化的结果，是揭示太阳系起源和演化所必须研究的一个内容。

由于水星自转-公转耦合现象，使水星上的时间和季节概念与地球上大不相同。如果我们把两次日出东方的时间间隔称为一个太阳日，那么水星上的一个太阳日竟长达176个地球日，也就是说水星上的一天等于地球上的两年。在太阳系九大行星当中，水星的昼夜是最长的了，水星上的时间是多么有趣呀！在九大行星中它离太阳最近，转动。又最快，所以水星的一年最短，可是水星上的一天却又最长！

水星没有卫星，所以在那里没有“月”的概念。水星的自转轴与它公转轨道面几乎垂直，所以在水星上没有随纬度不同的季度变化。由于水星在近日点时总是以同一经度朝着太阳，在远日点时总是以相差90°的经度朝着太阳，所以在水星上会随着经度不同出现季节变化，这也是太阳系中的一大奇观。

水星比地球小得多，它的半径是地球半径的38.3%，约2440千米。它的质量是3.33×1026克，平均密度是5.46克/厘米，只比地球的平均密度略小一些。水星表面上物体的逃逸速度很小，只有每秒4.3千米。

美国在1973年11月3日发射的“水手10号”行星际探测器，是迄今为止向水星发射的唯一的探测器。在“水手”10号

飞向水星

由于水星的直径比地球小得多，密度却又与地球差不多，因此估计水星具有一个巨大的铁质内核。水星核的质量占水星总质量的70%～80%，铁核的一部分处于液态。在铁核的外面有一层厚约500～600千米的硅酸盐包层。水星有一个和地球相似的内核，又有一个与月球相近的表面，这是它与其它行星都不相同的独特之处。

水星是离太阳最近的一颗行星吗？这个问题已经提出多年了。早在1859年法国天文学家勒维耶发现水星近日点进行值偏高，比根据牛顿定律算出来的理论值要快，大约每世纪要快38″。当时就引起天文学家们的猜测，这偏高的值会不会是由于一个比水星更靠近太阳的行星引力所引起的呢？于是在天文学界掀起了一个搜寻水内行星的热潮，甚至有人声称发现了这颗行星，并给它起名为“火神星”。后来虽经过多年的努力搜索，却谁也没有看到过这颗“火神星”。而且理论计算也解决了这个偏高值的问题，看来根本就不存在什么水内行星。尽管如此人们仍不放弃对它的搜索。

水星近日点进动是一个很有趣的天文现象，对它的研究也很有意义。

水星近日点进动主要是由于各大行星作用在水星上的万有引力引起的。但是在经过仔细地计算了各大行星的摄动以后，还剩下一些进动找不到影响的原因。这个多出来的进动值很小，据纽康的测定每一百年只有约43″。别看这个近动值很小，但是正是由于它的存在向牛顿定律提出了巨大的疑问。人们找不到水内行星，只好设想各种因素的影响以解释这多余的进动，但是一直没有得到比较满意的解答。直到爱因斯坦创立了广义相对论以后才成功地给出了答案。根据广义相对论的理论计算，行星在绕太阳1周以后，它在轨道上的近日点将向前进动。

对于水星的近日点进动所计算的值与用牛顿万有引力定律所计算的值每世纪相差43″.03，这个差值与观测到的情况十分接近。广义相对论不但解决了水星近日点进去之谜，而且反过来水星近日点的进动成为天文学家对广义相对论的最有力的验证之一。当然影响水星近日点进动的因素还很多，任何一个微小的因素，比如太阳的扁率都对它有直接影响，因此进一步深入研究这个课题仍然是十分必要的。水星近日点进动示意图飞向水星

水星是离太阳最近的1颗行星。在18世纪末，人们发现水星的圆面上，有形状不规则的暗斑点。到19世纪末，对水星进行了更仔细的观测，其中最值得注意的是，意大利的天文学家斯基帕雷利（1835～1910年）对水星的观测和研究。他根据1881～1889年对水星的观测，绘出了水星图。后来的观测者，又陆续绘了不，少的水星图。1942年，法国的李约在法国的日中峰天文台，用望远镜描绘了水星的素描图。

20世纪30年代，人们想用照相的方法取得成功的水星照片。1931年，天文学家凯尼塞在法国弗拉马利翁天文台拍成了水星表面的照片，是拍摄的水星圆面上带有黑斑的第一批照片。以后，随着望远镜口径的加大，及放大的倍数的加大，法国的日中峰天文台，在1942～1944年成功的拍摄了大量水星照片。多耳伏斯根据这些水星照片，绘制了第一张照相水星图。

天文学家们经过长时间对水星的观测和研究，探明了水星运行的轨道、大小、质量、公转和自转的周期。随着空间技术的发展，美国在1973年11月3日，向水星发射了“水手10号”行星际探测器。这是人类向水星发射的第一个探测器。它长途跋涉行将近5个月，航程达4亿千米，终于在1974年3月四日到达水星上空，在距水星背阳面756千米外飞过水星后，便进入围绕太阳的轨道。在“水手10号”第一次成功地通过水星后，它运行的周期被准确地调整到175.938日，水星的公转周期为87.969日。所以当水星绕太阳运行2。圈后，探测器又回到原来的位置与水星相会。于是，探测器便每隔176天飞过水星上空一次。1974年9月21日，探测器第二次从水星上空飞过。1975年3月16日，又第三次从水星上空飞过。这个“水手10号”行星际探测器，还发回大量清晰的水星电视照片和数据，为科学家们研究和绘制水星图，提供了宝贵资料。在探测器第三次从水星上空飞过后的3月24日，它与地面失去联系。以后“水手10号”虽仍然每隔176天飞过水星上空一次，但再也不能为人们提供任何水星上的消息了。它默默无闻地成为绕太阳运行的人造行星。

形态忽隐忽现的水星

水星是紧靠着太阳旋转的行星，它的轨道与其它行星稍微有些不同。

地球和金星等的轨道近似圆形，而水星的轨道却是椭圆形的。近太阳时距离为4597万千米，远太阳时竟远离6977万千米，相差2380万千米。

水星沿轨道飞奔的速度随着远近距离而异，有时快，有时慢。近太阳时每秒钟跑56千米。距离太阳远时，每秒.钟只跑37千米。和地球的平均速度每秒29.8千米相比，可算是一个“飞毛腿”的星星了。水星绕太阳1周仅需要88天，也就是水星的1年。

水星确实是一个活跃的星星，它从东方发白的天空刚一出现，却又显露在夕阳西下后的西方天空。它只把面孔露出来一会儿的功夫，却又缩了回去。欧美把它叫作“墨丘利”。墨丘得是在罗马神话中出现的一个神使的名字。他头上戴着有翅膀的帽子，穿一双长翅膀的靴子，手里还拿着一根作为拐杖的棍子。

仅露半身的水星

水星的半径只有2420千米，是绕太阳运转的九大行星中最小的一个。由于距地球较近，所以看起来有二等星到负一等星的光度。然而，水星公转的轨道是在地球公转轨道的里面，因此只能看到它的半月形和月牙形，就连在地球轨道里面旋转的金星也是如此。水星和金星相对着地球跑到太阳的背面时，本来应该照亮它们的全部面孔，但由于太阳光太强，我们就看不见它们了。

水星和金星来到太阳和地球之间的时候，太阳只照亮了他们的背面，所以也看不到他们，只有在这个时间之外，我们才能看到水星和金星的一部分，因而他们显露出来的也终是月牙形或者是凸出一点儿的半月形。

详细的观测，发现水星自转的周期是56天到62天之间（平均59天），并且以107天到185天之间（平均176天）的周期交替着昼夜。昼和夜如此之长致使水星表面在昼间的温度高得惊人，例如赤道附近，可能超过400℃。

可是一到夜间，温度又一个劲儿的下降，那时又变成极为寒冷的世界了。

水星上，你来我往的寒暑交替，在地球上是无法想象的。

离太阳最近的水星

水星是离太阳最近的行星。按个子大小，它排倒数第二。喷气式飞机只要用10几个小时就能绕水星飞行1圈。

水星与太阳的平均距离是5800万千米，还不到地球与太阳平均距离的40%。如果到水星上去看太阳，比我们在地球上看到的太阳要大6倍多。

因为水星离太阳近，轨道半径小，而运行的速度又最快——大约每秒48千米，所以它绕太阳转1周所需要的时间是九大行星中最短的——88天。你看，地球上过1年，水星已经绕着太阳转了4圈了。它可真是一个精悍瘦小的“长跑健将”。难怪古罗马人给它起名叫“墨丘利”，因为墨丘利是神话中的天使，它行动敏捷，是专为众神传送信息的。

要测定水星的自转周期，此较困难，一是因为水星离开太阳很近，常常被淹没在光辉夺目的阳光里；二是因为它的表面没有什么时显的特征，可以作为精确测定的标记。上世纪末，有人把水星表面一些模糊的斑纹作为标记进行观测，测出水星自转1周，等于地球上88天左右，也就是说，水星同月球一样，自转周期与公转周期相等，也是始终以半面朝着太阳。对于这个结果，几十年来，人们信以为真。直到1965年4月，射电天文学家才测出水星的自转周期是58.65天，差不多是它公转周期的2/3。水星自转3圈，就过了2个“水星年”！

1974年、1975年，美国发射的“水手10号”探测器，发回来水星的电视图像，人们看了不禁惊奇地叫起来，“多么像月亮的表面啊！”

看起来像月亮的水星

水星与月亮的个子大小差不多。水星的直径是4878千米，月亮是3480千米。在九大行星中，除了冥王星，都比水星个儿大。

月球上没有一滴液态的水，水星上也没有水。这当然同它的名字是不相称的。

月球上几乎没有大气，水星上也没有，如果有也是非常稀薄。而且天文学家认为，水星可能也和月球一样，在它们形成初期，原始大气很稠密，但是因为它们的质量小，对表面物体的吸引力小，拉不住活蹦乱跳的大气分子，所以经过长年累月的不断逃逸，现在已经所剩无几了。水星极为稀薄的大气里含有氦、氢、氧、碳、氩、氖、氙等元素成分。

由于没有大气和水的调节，水星和月球一样温度差别很大：向着太阳的一面，温度最高有400℃，连铅、锡等金属都会被熔化；见不到阳光的一面，温度下降到零下160～170℃，成了酷寒的低温王国。水星上没有四季的变化。

没有了大气的保护，水星表面留下了许许多多流星撞击的痕迹，布满了大大小小的环形山。看来，“环形山是月球的特产”这种说法应该修改了。此外，水星上还有平原、裂谷、盆地。但是，也有一些特征是月球上没有的，比如，在有些环形山中间，夹着陡壁悬崖，这些悬崖有3000米高，几百千米长。

在我们地球上看来，水星还同月球一样有位相的变化。这是因为它离太阳近，水星公转轨道在地球公转轨道的里面，这样，当它绕着太阳公转的时候，有时候把被太阳照亮的半面对着我们，有时候把背着太阳黑暗的半面对着我们，所以看起来水星就有盈亏圆缺的变化了。

地球上观水星

在地球上观水星是可能的，但是比较困难。据说，伟大的天文学家哥白尼想亲眼看看水星，可一生也没有如愿。还是因为水星离太阳太近，简直同太阳形影不离。它好像是在同我们捉迷藏，有时候躲到太阳身后，我们根本看不见；有时候跑到太阳前面，淹没在夺目的阳光里。只有当它转到太阳的两侧，并且离开太阳比较远的时候，我们才有可能在黄昏太阳落山之后，看到它出现在西方地平线上空，成为暮色苍茫中的“昏星”。在早晨，它有可能出现在破晓的东方地平线附近，成为曙光微曦中的“晨星”。它跟着太阳的前后出没；时间相差不会超过2小时。

当水星转到地球和太阳中间，有时候我们会在太阳圆面上看到一个小黑点掠过，这种现象称为水星凌日。水星凌日的发生条件和发生日食的条件相似，每100年平均发生13次，上次水星凌日发生在19跖年11月13日。

水星的外表像月球，它的内部结构却像地球。它有一层固体外壳，里面是一个巨大的铁质核心。地球是一个巨大的磁体，水星也是一个有磁场的行星。

水星没有卫星，是个孤零零的“光杆司令”。

寒暑之差甚大的水星

前面提到过水星自转的周期，也就是说水星本身转1圈的时间是88天。水星绕太阳旋转1周的时间（公转周期）也恰好是88天。因此，水星只有一面对着太阳，和月亮只有一面朝着地球一样。

这样一来，在1年当中对着太阳的那一面，永远是白天没有黑夜，再加上水星上面没有大气，太阳光直射在光秃秃的表面上，这就造成了极高的表面温度。

与此相反，在水星的背面，由于太阳光照不到它，所以永远是寒冷的漫长黑夜。

金星

金星是天空中除了太阳、月亮外最明亮的一个天体。它的亮度最大的时候是-4.4等，比著名的天狼星（大犬星最亮的恒星）亮14倍。金星比地球离太阳近，它是仅次于水星距太阳第二近的大行星。由于金星是内行星，所以从地球上看去它总是在太阳的附近。不过金星比水星离太阳远些，它离太阳的角度可以达到48°。

由于有时我们可以在黎明前东方夜空中看到金星，有时又可以在黄昏后不久的西方夜空中看到它，所以它既是晨星也是昏星。古代人还以为这是两颗不同的星哩！我国古代称晨星为“启明星”，昏星为“长庚星”。过去就曾有“东有启明，西有长庚”的说法。

因为金星的轨道在地球轨道的内侧，所以金星像月亮一样会出现圆缺朔望的变化。如果用望远镜观测，很容易看到这种位相变化。这种现象是伽利略在1610年最先发现的。

金星是除了月亮外离地球最近的一个天体，它到地球的平均距离为4200万千米。但是因为在金星表面有一层厚厚的云层，它像美神披着面纱。人们很难看到那面纱下掩盖着的一切，因此长期以来人们一直不了解金星的真面目。直到人类以新的手段——发射行星际空间探测器以后，才揭开了美神的面纱，使人们对金星有了新的认识。

地球上昼尽夜来、四季循环、气候适中、水源丰富，因而在地球表面青山绿野、鸟语花香、生物繁衍昌盛。真是万物生长竞自由，一片生机勃勃的兴旺景象。可是金星上浓厚的云层把大部分太阳光反射回去或漫射开来，因此在金星上就是白天也是不见天日，如同阴沉的雨天一样昏暗。橙色的天空，黄色的大地，四周围都是一个土黄色的世界。地面上高温高压、满目荒凉，分明是一个死寂的世界。根据目前的探测情况，人们已经不指望在金星上找到任何形式的有机体了。

由于金星表面有浓厚的大气层保护，所以相对来说金星上的地形比较平坦，那里不像月球、水星和火星那样有众多的环形山。大部分表面覆盖着一层厚度不超过1米的“浮土”，浮土之下是岩石层。当然在金星上也有高原和峻岭。最大的高原在北半球，它长3200千米、宽1600千米，就连我国的青藏高原与之相比也大为逊色。金星上最高的山峰高达11278米，使珠穆朗玛峰在它面前也低了一头。金垦表面有一条跨越赤道纵横南北的大裂谷，这条裂谷长达1200余千米。

金星浓厚的大气主要是由碳酸组成的。大气中二氧化碳的含量在97%以上，低层大气中的含量甚至达到99%。此外还有少量的氮、氩、一氧化碳、水蒸气、氯化氢和氟比氢等。在距离金星表面30～40千米处密布着厚达25千米的浓云，浓云外面基本上是原子氧。由于金星大气中的二氧化碳可以阻挡红外线向外辐射，形成非常强烈的“温室效应”，把从太阳来的热都封闭在大气层之下。所以在金星的表面温度很高，能达到摄氏465～485度。而且是不分地区、季节、昼夜总是这么闷热。

地球上的天空是蔚蓝色的，金星上的天空却是橙色的。据前苏联科学家分析这是因为金星的大气和云层太厚，它吸收了太阳光谱中蓝色部分，使得照在金星大气低层和地表的光呈现为带有橙绿色调的黄光。由于浓密的大气所造成的“在气折射”现象是金星上最奇特的一景。有人认为这种折射现象在金星的“地平线”附近，可以使太阳的光线发生180多度的弯曲。因此在金星上欣赏“西山日出”时（金星是逆向自转的，所以在金星上太阳是从“西方升起”的）一定可以从不同方向，甚至是背对着太阳的东方，都能够看到初升的太阳。由于大气折射现象也使金星上的白天要比黑夜长得多。

关于金星的内部结构还没有直接的资料，从理论上推论得出：金星的内部结构与地球相似——有一个半径约为3100千米的铁-镍核心；中间是由硅、氧、铁、镁等的化合物组成的“幔”；最外面一层主要是由硅化合物组成的很薄的“外壳”。

最后我们说说金星在太阳系中的运动。金星距离太阳为0.723天文单位，约1.08亿千米。金星的公转轨道是一个很接近圆形的椭圆，轨道倾角为3.40。金星在公转轨道上以每棚5千米的速度绕太阳旋转，一个金星年大约为224.7个地球日。在绕日公转的同时金星本身也在不停地自转着。金星是太阳系内唯一的一个逆向自转的大行星，它自转的速度很慢，需要经过243个地球日才自转1周。金星的公转和自转的合运动造成金星上的一昼夜长达117个地球日，换句话说，在金星上不到两个金星日就是一个金星年。1年里只有2天，这也可以算是一个“宇宙奇观”吧！

飞向金星

我国古代，通常把出现在傍晚西方天空的金星叫做“长庚”，把清晨出现在东方天空的金星叫做“启明”。金星反射太阳的光比较强，是天空

最亮的行星

20世纪初，有的科学家已开始研究利用行星反射太阳的各种颜色的光，包括人的眼看不见的紫外线或红外线去拍摄行星的表面。能把人眼看不到的细节，在紫外片上反映出来。在1921年，弗拉马利翁天文台的凯尼塞，是历史上最早拍得金星照片的人。1926年，光学家罗斯利用紫外底片拍摄出金星的照片。在照片上面有宽阔的暗条纹，而且条纹的位置每天有所不同。这说明金星大气是在迅速地变化着。1950～1954年，柯伊柏在美国麦克唐纳天文台，又成功地在白天用紫外底片拍摄了金星的照片，他把拍得的照片投影到白色的球体上进行测量，获得了金星北极的坐标。柯伊柏还认为，条纹与金星的赤道是平行的，这标志着金星绕轴自转比较快。

直到20世纪60年代，美国和前苏联向金星发射行星际探测器以前，金星还是颗得不到谜底的行星。人们对金星有过很多的推测，如1790年，德国天文学家休莱达认为，如果观测金星，就可以看到云间不时出现闪光，在金星表面有一座高4万米左右的火山，也有人认为这种闪光，是金星人送给地球的信号。1958年，前苏联的菲增科提出另外一种看法，认为这种闪光可能有如地球上极光一类的东西，所以金星的夜晚比地球上明亮得多。

对金星表面的情况，瑞典化学家阿累尼乌斯提出，金星表面的所有东西都是潮湿的，由于高温，植物生长快，因此生物的寿制艮短。他还认为，金星和地球上25000万年前的状态相同，在金星上生长着茂盛的高达10来左右的蕨类植物，在森林里生活着像蜥蜴那样的爬行类动物。到1928年，美国天文学家罗素不同意这种看法，他认为在金星的表面，完全被红色或黄色的沙漠所覆盖，天空中也充满尘埃。1929年，美国的菲甫尔和明泽尔又提出截然不同的看法，认为金星表面到处是海，没有大块的陆地。当时的英国天文学家霍伊尔支持这一看法，他补充说：“金星的每，不是普通的海，而是石油海”。可见，当时人们对金星的看法各有不同，但谁也没有有力的证据来说明白己的观点是正确的。

从20世纪印年代以来，美国和前苏联向金星发射了不少行星际探测器，去探索金星的秘密，寻找新的答案。飞向金星的第一个探测器，是美国在1962年8月27日发射的“水手2号”行星际探测器。它在当年的12月24日到达离金星34833千米的上空。1967年6月12日，前苏联发射了“金星”4号行星际探测器，在当年的10月18日第一次闯入金星的大气层，在金星的表面上软着陆，1975年6月8日、14日，发射的“金星”9号和10号行星际探测器，分别在同年的10月22日和25日，在金星上软着陆。传回来金星表面的全景照片，这是对金星表面的第一次拍摄。1978年，美国发射了“先驱者——金星”1号和2号，前苏联又发射了“金星”11号和12号行星际探测器。这4个都在当年12月到达金星附近，共发出7个着陆舱，降落到金星的表面，对金星进行了综合的科学考察，取得了不少新的资料，为人类了解金星提供了科学的论据。

金星是离地球最近的1颗行星。它和地球十分相似，可以说是孪生兄弟。金星也是一个具有大气层的固球体，它的大小、质量、密度和地球接近。金星的半径为地球赤道半径的95%，质量为地球的81.5%，平均密度为地球的95%。金星没有卫星。

金星离太阳的平均距离为0.723天文单位，它以每秒35千米的速度绕太阳运行，公转周期为224.7日，它同地球的距离变化相当大，当金星运行到太阳背面时，离地球有2.57×108千米。当金星运行到太7阳前面时，离地球有4×10千米。有时，人们会看到金星从太阳圆面上经过，这就是我们所熟悉的“金星凌日”。在金星环绕太阳运行的过程中，从望远镜中可以看到金星也像月亮一样的位相变化。在望远镜中观测金星，最好的时间是白天，因为在夜里，金星的眩目的光辉常常使人分辨不清它的周界。金星除公转外，也有自转。但过去对金星自转的问题争论很大，有的人测得它的自转周期是23时20分，有人认为是11天或24天，甚至有不少人把金星一直当作“同岁自转”，即它的自转周期与公转周期是一样的都是255天。

经过对金星的长期观测和实际探测，科学家们公认，金星的自转轴几乎垂直于它的轨道平面，南北极的方向相反，像是倒立着的。金星是太阳系中唯一的从东向西逆向自转的大行星。如果站在金星上揭开云层看太阳，就会发现太阳从西方升起，向东方落下去。金星的自转周期是243天。金星的公转和自转两种运动组合起来，金星上的一昼夜就为117天。这就是说，每隔117天太阳才能从西方上升一次。金星上一个白天，相当于地球上的58天半。在一个金星年中，太阳只有两次西升和东落。

在金星上空，有一层大气包围着。这层大气和地球上空的大气不同，金星的底层大气主要是由二氧化碳组成。在距金星表面30～40千米的大气中，有一层厚度达20～30千米的浓云，遮满了整个金星的上空，像是遮住了“维纳斯”面庞的面纱，使人们看不到金星的表面。而金星的上层大气，主要由原子氧组成的。金星云则是由含有大量浓硫酸、微量的盐酸和氢氟酸的雾形成的。

金星的气压是地球的90倍，相当于地球上海洋里900米深处的压力，即在1平方厘米的面积上，要承受90千克的压力，看来无论你有多么坚硬的骨骼，都是无法忍受的。

金星上层的大气，约以每秒100米的速度沿着与自转相同的方向，环绕金星运动着，约每4昼夜绕金星转1周。像这样高速的风，在地球上只有在狭窄的气流中才能遇到。云层被急速而复杂运动着的大气拉成长条形。在金星的大气中，有极为频繁的闪电，有时在5分钟内闪电多达100次。前苏联发射的“金星4号”行星探测器着陆后，还曾记录到一个持续达15分钟的大闪电。

金星浓厚的大气和云层，笼罩了整个金星，像是温室一样把热量封闭住。所以，金星上的温度很高，甚至高达465℃～485℃。这样的高温，足以使锡、铅、锌之类熔点低的金属熔化。金星上也没有昼夜和四季的变化，更没有地区温度的差别。但据行星际探测器探测得知，北极区反倒比赤道区热40℃。看来，在金星的表面，无论在任何时间、任何地点，连地面上的岩石都是灼热滚烫的，而且在金星的表面没有找到一滴水。

对于金星的表面情况，美国发射的“先驱者——金星1号”，用雷达装置对金星表面93%的地区进行了扫描观测，根据所获取的雷达数据，通过计算机加以处理，已绘制出了从南纬63°到北纬75°的金星表面地形起伏图。美国在1980年4月底公布了这幅图。可以说，它是目前人类所掌握的第一张金星地图，使我们看到了从来观察不到的金星表面。

金星的表面较为平坦，不像月亮、水星那样布满了环形山。在大部分地区的表面都覆盖着一层不超过1米厚的“浮土”。金星上最大的高原比我国的青藏高原面积还大2倍，还有一座主峰达11278米的高山耸立着。金星上没有海洋，但科学家们为了确定金星表面高原和山脉的“海拔”高度，选择了一块半径为6050千米的平坦区域，把它当成假设的海平面。在赤道区有一些像火山口那样大而浅的圆形圈，还有一条从南向北穿过赤道的大沟谷，长达1200千米。

总之，金星上具有很高的温度和很大的压力，没有一滴水，而且非常缺氧，满目荒凉，是一个死寂的世界。即使任何有机生命体能侥幸闯入金星，顷刻间也会在高度强温下化成一缕青烟。所以它绝对不是人们所幻想过的“维纳斯”的形象。最亮的行星——金星

金星是全天第一个耀眼而明亮的星。它紧靠地球轨道里面旋转，当它接近地球时，足有负四、三等星的光度，超过一等星百倍以上的明亮。它在黎明时出现在东方的天边，傍晚时又出现在西方的天边，自古以来，人们就叫它为启明星或长庚星（表示天将黎明或长夜来临的意思）。

西方把维纳斯（美和爱的女神）这个美名，送给了她，表示对她的赞美。上面说过，金星是全天第一颗亮星，为什么这样亮呢？

原来从地球上看金星，也和水星一样，只能看到它全身的一部分。

金星的半径是6110千米，远远大于水星，仅小于地球4%。当它最靠近地球时，距离才有4000万千米。像这样大而又这样近的天体，在地球周围是没有的。

以上所列举的事实，就是金星格外明亮的原因之一。其次，包围着金星表面的云雾，它反射太阳光的本领，也是很强的。

这种云雾，能反射59%的太阳光。因此，即使用望远镜去看，也只能看到茫茫一片耀眼的白光。金星完全被这种极厚的云覆盖住了。

金星大气的性质

包围着金星上的大气和地球上的大气有很大的不同。

地球上的大气，大部分是氮，占78%。其次是氧，占21%。二氧化碳极少，仅占0.03%。但是金星上的大气却含有大量的二氧化碳。

1967年6月12日，前苏联为了探索金星世界，发射了重1600千克的“金星4号”探测器。美国也不甘示弱，两天以后的6月14日，发射了重245千克的“水手5号”探测器。

这些探测器从地球飞越3亿数千万里的长途到达了金星附近。同年10月18日，“金星4号”的密封舱（装有测定器等的容器）用降落伞在金星表面着陆成功。

紧接着于19日，“水手5号”也飞越了距金星4000千米上空。这两个探测器，都详细地探测了金星世界，并把探测的结果用电波发回到地球。

先来看一下大气的成分。据“金星4号”的观测，90%～95%全是二氧化碳。“水手”5号探测的结果是，二氧化碳占72%～78%。二者的观测结果表明，金星上的大气含有这么多的二氧化碳，地球简直无法和它相比。

高温和高压的金星

谁都知道，金星比我们的地球更靠近太阳，所以它的温度特别高。金星要比地球吸收太阳的热和光，约高2倍。那么它的温度比地球到底高多少呢？

据“水手5号”的观测，金星表面的温度为260°以上，而“金星4号”则又测出270°的数字。像这样一个高温的地方，如果人类进到这里来，岂不一下子就给烤焦了吗？

根据这些探测器还得知，金星表面的气压为15～22个大气压，真是高得惊人！看来金星表面不仅是热得不得了，而且是覆盖着的很厚很重的大气，也压得令人受不了。

二氧化碳层在红外线通过之后，具有把红外线抓住不放的性质。在金星上，从太阳发出来的红外线（热线）比地球多2倍，而且金星上的大气又含有大量的二氧化碳，所以能够留住热线的热量。

金星上的云层，也能拦住热线的逃跑。根据以上列举的条件，金星上的大气中，一定积存着大量的热。但是，把以上各种条件统统考虑进去，通过计算，金星表面的温度也不会高到270°。那么，这到底是怎么回事呢？

狂热的大风

金星的表面，有如古时的地球，火山到处爆发。伴随着火山爆发，二氧化碳和热量就从金星内部喷了出来。总而言之，金星不仅从外部吸收太阳热量，也从内部散发热量，两者加在一起，就造成了270°的高温。由于散布极广的火山，连续不断地大爆发，在大气中就形成了强烈的对流。

随着对流的进行，就引起了狂暴的大风。根据前苏联科学家们的说法：在金星世界里，整年不停地刮着6倍于地球上台风那样大的大暴风。地球上这点风暴，如果和金星相比，那实在是相形见绌了。

人类对金星的探测

1982年3月初，前苏联发射的“金星13号”和“金星14号”飞船，从离地球6600多万千米的宇宙空间，先后向地球传来了金星的彩色全景照片。经过对这些照片和其它数据进行整理、分析，大大地丰富了人类对金星的认识。“金星13号”飞船在行星际空间飞行了122天之后，于1982年3月1日到达金星。它的下降装置穿过稠密的金星大气层，在金星的南纬7度30分、经度303度的高原地区安全降落。4天之后，即1982年3月5日，“金星14号”把它的下降装置降落在金星的南纬13度15分、经度310度9分的一个500米高地上，离“金星13号”下降装置的着陆点有1000千米。这两个装置在金星表面不同地区，按照统一计划，对金星进行了比较全面的考察。

由于金星世界是一个高温度高压的环境，“金星13号”下降装置在金星上只工作了2小时7分；“金星14号”下降装置只工作了1小时。但是，就在这短短的一两个小时之内，两个下降装置对金星进行了一次综合性的科学考察，拍摄了8张金星表面的彩色全景图像。这些从1.5米距离拍摄的照片上，可以分辨出金星表面仅四五毫米大小的个别细部。下降装置上的取土设备还钻探了金星表面，收集了1立方厘米的土壤样品，在密封舱里进行了化学分析。这两个下降装置得到的全景图像和测量资料，全都先传送到留在金星附近的“金星13号”和“金星14号”飞船上，然后再由它们转发回地球。

金星是天空中最明亮的一颗行星。它的亮度仅次于月亮。在太阳系里，金星是一颗和地球很相象的行星，因此，有人把它叫做地球的“孪生姊妹”。它的大小、质量和密度都和地球很相近。它的周围也包着一层浓密的大气。金星还是离地球最近的行星，在它最接近地球的时候，离地球只有4千万千米。但是，由于金星周围有一层灼热浓密的大气遮盖着，挡住了人们的视线，所以在地球上很难看清它的真面目。

为了探索金星的奥秘，近20年来，人类已经向金星发射了20多个行星探测器。开始是让探测器飞到金星附近，做近距离的考察和探测；接着就是从探测器发射下降装置，在金星表面着陆并进行实地考察。在“金星13号”和“金星14号”探测金星之前，从1978年12月4日～12月25日的20多天时间里，前苏联和美国就各有两个下降装置在金星表面上着陆，对金星进行了现场考察。

对金星的现场考察揭开了遮盖在金星表面的大气层的秘密。原来，金星大气的组成和地球大气有很大不同：地球大气主要是由氮和氧等组成的，二氧化碳的含量很少；金星大气却有97%是二氧化碳，还有少量的氮、氩及一氧化碳和水蒸气。这层主要由二氧化碳组成的大气，好像温室的保护罩一样，它只让太阳光的热量射进去，不让太阳光的热量跑出来。因此，金星的表面形成了一个高温的环境。根据下降装置的测量，“金星13号”着陆区的气温是457℃；“金星14号”着陆区的气温是465℃。由于金星周围有这样一层“温室保护罩”，使得金星上的白天和夜晚温差很小，基本上没有昼夜、季节的差别。“金星13号”和“金星14号”的下降装置在现场考察中，还发现金星大气里，含有惰性气体氖的同位素和氙，并测定了氩、氖、氪、氙等四种惰性气体同位素的比例。科学家认为，测定氩同位素的比例，有助于了解金星的演化情况和发展历史。金星的大气密度比地球上的大气密度大5倍。金星上的气压也很高。经过测定，“金星13号”下降装置着陆区的气压是89个大气压；“金星14号”下降装置着陆区是舛个大气压。这样大的压力，相当于地球上海洋里900米水深处所具有的压力。在离金星表面30千米到45千米的地方，有一层25千米厚的云层，主要是由腐蚀力很强的、像雾一样的硫酸组成的。在这样恶劣的环境里，生命显然是没有办法生存的。因此，一些天文学家把金星叫作“太阳系里的地狱”。

金星上空的闪电也很频繁。常常是电光闪闪、雷声隆隆。1978年12月21日，前苏联的“金星12号”飞船，在向金星表面下降的过程中，仅仅在离金星表面11千米下降到5千米的这段时间里，就记录到1千次闪电。其中的最大的1次闪电，竟然持续了15分钟。“金星”13号和14号的下降装置在下降过程中，再次考察了金星上空的高空风。金星的风速大约是每秒2～3米，离金星表面越高，风速越大，到离金星表面50～70千米的高空，风速可达到每秒100米，比地球上台风的风速还要大得多。

蓝天、白云，这是地球上人们所熟悉的景象，但是，从“金星”13号和14号的下降装置拍摄的照片上可以看出，金星的天空是橙黄色的。金星表面上的物体，大部分看起来也是橙黄色的，蓝（颜）色很少，这里是一个橙黄色的世界。这种奇异的景色，是两个下降装置通过红色、蓝色和绿色的滤色镜拍摄的。科学家们分析，金星上的这种景色，是因为金星上的大气和云层很厚，把太阳光谱里的蓝色部分都吸收了，所以，照在金星大地上的太阳光，不是在地球上看到的白光，而是略带橙绿的黄光了。

从金星探测器过去发回来的信息我们知道，金星表面不像月球和水星那样布满了环形山。相对来说，金星表面比较平坦，大部分地面上覆盖着一层不到1米厚的“浮土”。在金星上，既有山脉也有峡谷。例如，金星的北半球上有一个比我国的西藏高原还大的高原和一座比珠穆朗玛峰还高2000多米的高山。另外，金星上还有一条从南向北穿过金星赤道的2000多千米长的大裂缝，最深的地方大约有2900米，这是目前为止，在太阳系天体上发现的最长的地面裂缝。

从目前获得的资料看出，“金星”13号和14号下降装置降落地点的景象很不一样。“金星13号”下降装置的着陆地区，是一片有很多乱石堆的荒漠，下降装置着陆的时候，发现有尘土飞扬的现象。这里的岩石层，是经过风化的玄武岩。岩石结构松散，很像火山爆发的时候喷出来的东西。下降装置的周围，有不少半埋在颗粒细小的黑褐色尘土和砂砾里的大石块。这些石块的颜色大部分是红褐色的，棱角很分明，这说明金星上的地质构造仍然很活跃，很可能有还在活动的火山。“金星14号”下降装置着陆地点比较平坦，是一片棕红色的高原，地面上覆盖着褐色的砂砾，岩石层比较坚硬，各层的轮廓分明。这是因为金星表面的温度很高，火山爆发时喷射出来的溶岩冷却的过程很缓慢，逐渐沉积、压实而成层的。这些岩石很像地球上海洋地壳中常见的拉斑玄武岩。对金星岩层的化学分析，对于我们了解地球的地质发展过程有重要的意义。从“金星”13号和14号的考察结果可以看出，金星的岩浆里含有水分，这动摇了以前认为金星上“先天缺水”的传统看法。

尽管目前对金星的现场探测还是初步的，但是，从现在得到的有关金星的信息，已经远远地超过了多少世纪以来的地面观测，大大地增进了人类对金星的认识。当然，到目前为止，金星仍然有很多谜没有解开，像金星的内部结构是什么样的？金星上为什么会有那么多闪电？……等等，这些都有待今后进一步的探测来解决。

金星的观测

观测金星比较容易，只要用一个8倍的望远镜就能够看得相当清楚了。金星和水星一样，都属于内行星，所以我们看它也有盈亏圆缺的变化。当金星公转到太阳和地球中间，并且掠过太阳圆面的时候，我们就看到了“金星凌日”的现象。但是，发生金星凌日的机会比水星凌日还要少，下次金星凌日要到2004年6月8日。

金星和水星一样，孤零零地没有卫星。

荧荧似火的火星

一提起火星，有人也许想象那上面一定很热很热，如同《西游记》里描写的火焰山那样，烈焰腾空，热浪灼人。事实完全不是这样。假如你到了火星上，不仅不会感到热，相反地会觉得冷得吃不消哩！

火星离开太阳比地球远，它从太阳得到的热量比地球少，所以，那里的平均温度比地球要低30°以上。在火星赤道附近，中午时候也只有20℃左右；晚上温度很快下降，最低到零下80℃。火星的两极地区温度更低，在漫长的极夜，最低温度能降到零下139℃。

这就奇怪了！这样一个寒冷的星球，为什么要给它起名叫火星呢？因为它看起来是红色的，荧荧似火，漂浮在遥远的太空之中，位置又不固定，亮度也不断变化，令人迷惑，所以，我国古代人叫它“荧惑”。在古代罗马，人们从它的颜色想起了血与火，就用战争之神“玛尔斯”来命名它。

火星绕太阳旋转的轨道在地球轨道的外面，是所谓外、行星。它离开太阳时远时近，远的时候2.48亿千米，近的时候2.06亿千米，平均距离2.279亿千米，离地球的最近距离只有5600万千米。

既然是外行星，火星的公转轨道当然比地球公转轨道要大，偏偏它又跑得比较慢——每秒24千米，于是火星的公转周期就比地球的公转周期长得多，火星上的1年几乎等于地球上的2年，大约687天。它自转1周所需的时间是24小时37分，火星上的昼夜几乎跟地球上的昼夜相等。

另外，火星和地球一样，它的自转轴和公转轨道平面斜交成一个角度，这就使它也有四季的变化，只是每一季的延续时间差不多是地球上的2倍。

和地球相似，火星上也存在大气，但是比地球要少，火星大气的压力大约只有地球大气压力的1/100。火星大气的主要成分也是二氧化碳，大约要占总量的95%以上。另外还有2%～3%的氮，1%～2%的氩，以及一氧化碳和氧等。水汽的含量很少，只有地球大气层中水分含量的172000。

那么，在温暖潮湿的季节里，是不是也会降点雨呢？有些人这样想过，认为火星上能够降雨。因为人们用望远镜观察火星，发现火星的两极戴着白色的“极冠”，这极冠的大小是随着季节的变化而变化的：当北半球是冬天时，北极冠增大，这时南半球是夏天，南极冠缩小；当北半球是夏天时，情况正好相反。极冠的这种变化，使人想到它可能是巨大的冰层。夏季极冠缩小，说明它正在融化。冰层融化了，大气中的水蒸气不就多了吗？水蒸气一多，不就有可能降雨了吗？

但是，事实证明极冠并非全都是真正的冰，其中很大一部分是由二氧化碳凝结而成的干冰。极冠里到底储存着多少水，现在还很难估计。再说，即使极冠里有很多水结成的冰，但因为火星上的气压低，所以冰遇热会直接升华成为水蒸汽，水蒸沁遇冷又直接凝结成冰——火星表面是没有液态水的。如果火星大气中的水蒸汽都凝结成水，平均分布到它的表面，也只有1%毫米那么厚，比地球上最干燥的沙漠地区还少100倍。由此可见，火星表面是多么干燥啊！

飞向火星

随着空间技术的发展，人们利用空间探测器来对天体进行考察。从1964年到1977年，美国陆续对火星发射了“水手号”和“海盗号”两个系列共8个探测器，其中特别是1971年11月，“水手9号”对火星表面的大部分区域照了相，从而使人们对火星的表面有了比较完整、清晰的认识。1976年7月和9月，“海盗1号”和“海盗2号”先后在火星表面软着陆，它们给火星表面精细照相，采掘土壤样品，搜寻有没有有机分子，特别是为探索火星上是否有生命进行了直接生物学化验。同时，前苏联也发射了一系列命名为“火星”的空间探测器，研究火星和它周围的空间。所以这些探测器，给我们带来许多关于火星的新知识，大大丰富了人们对火星的认识。

火星表面有明有暗，明亮的区域，约占火星总面积的75%，人们把那里叫做火星的“大陆”或“沙漠”沙漠部分被红色的硅酸盐、铁的氧化物和其它金属的化合物覆盖着，所以呈现出红色，火星也就成为太空中的“红色国土”了。比较暗的区域称为“海”、“海湾”、“湖”等等。这些“海”、“湖”同月球上的“海”、“洋”一样，名不副实，里面一滴水也没有。

火星的地形比较复杂。南半球分布着很多环形山，几乎可以跟月球相比；北半球的环形山比较少，相当平整。火星上最大最古老的环形山叫“奥林匹斯山”，直径600千米，中央峰顶要比周围平地高出26千米，是地球上最高峰的2.8倍，也是人类已知的最大火山。火星上有已经停止活动的死火山，还可能有正在喷发的活火山。北半球有许多火山的熔岩，分布达几百千米，有些火山区有深陷的悬崖和裂纹。“海盗2号”上的地震仪还曾经记录到一次火星上发生的地震——“火震”，震级约为3级。火星上的火震要比月球上的月震频繁一些，但远远没有地球上的地震那么经常和强烈。

火星是个荒凉死寂的世界，别说没有活蹦乱跳的动物，就连苔藓一样的低等植物也杳无踪影。在地球上看到的那随着季节而变化的暗区，原来是火星上经常发生的“尘暴”。大风一起，飞沙走石，大量的尘埃被风卷起来，带到各个地方，往往一刮就是几个月。“水手9号”也发现了一个令人惊异的事实；火星表面不存在液态水，却有着很长很宽的干涸河床，最大的约1500千米长，60多千米宽！大小干涸河床竟有几千条！

河床是水流的产物，这干涸的河床告诉人们：火星在历史上一定有过一个温暖多雨的时期。如果是这样，我们就可以设想：那时候，火星上蓝天白云、气候宜人、河水奔流、生气勃勃。后来，在漫长无情的岁月中，也许由于火星倾斜角度的变化，或者由于别的什么原因，火星表面变冷了，干燥了，一部分水分解为氢和氧逃离火星，一部分水则渐渐凝聚到火星表面，并且渗到地壳之中。结果，生机繁荣的火星也就慢慢地变成了一个荒凉的世界。

如果这个设想是正确的，那么火星上就应当有生命的遗迹，或者有能够适应火星现在环境的低级生命形式存在。有人在地球上布置了一个模拟火星环境的实验室，把大气成分、温度等条件弄得完全和火星上一样，实验证明，某些苔藓类植物和微生物是能够在这样的条件下生存的。

但是到现在，人类还没有得到火星上有生命和有生命遗迹的任何消息。恰恰相反，从“海盗1号”和“海盗2号”在火星表面采掘的土壤样品和进行的生物学化验看来，火星上是没有生命的，既没有最简单的微生物，也没有生命基础的有机分子。

当然，最后结论还没有得出，因为火星大着呢，那一点土壤样品不过是沧海一粟。也许在火星的其它地方，也许在深入几米的地下，隐藏着的生命在悄悄地生息繁殖哩！

每当半夜火星从东方升起的时候，它那红色的光辉好似远方的火炬，很引人注意。我国古代称它为“荧惑”。古代罗马把火星特有的红色理解为血红色，并用战神玛尔斯的名字来称呼它。

由于人们非常熟悉地球上的环境，在观测火星的过程中，有的观测者就很自然地联想到火星在许多方面都与地球很相似，有可能存在“火星人”。这些相似之处主要表现在：

地球自转1周需要23小时56分钟，火星是24小时37分钟，火星与地球的昼夜长短差不多。

地球的自转轴和它的轨道平面交角为66°33′，火星是66°48′，所以火星与地球一样也有四季的变化。所不同的是火星的1年（绕太阳1周）比地球的1年长近1倍。这样，火星上的每个季节也比地球上的每个季节差不多长1倍。而且，从望远镜中看火星，随着季节的更替，火星的表面也有颜色的变化。

地球的两极覆盖着冰雪，火星上也有白色的极冠。从望远镜中可以看见，在火星上当春天来临的时候，极冠逐渐缩小，在极冠外围暗的区域变得更暗，并渐渐向赤道移动。在秋天以后，极冠又慢慢地变大，暗区又变淡了。

正由于火星与地球有不少相似之处，就使火星成为1颗诱人的行星，人们对火星上的情景产生了各种猜想，有的说火星上的“运河”，是具有高度智慧的和文化的“火星人”开凿的。曾有一度“火星人”成了文艺作品的重要幻想题材。有的人甚至要去寻找“火星人”。

对火星上是否有“运河”和“火星人”的争论，一直没有解决。就以火星上有没有“运河”来说，在20世纪以前，人们绘制的火星图，一般都是在望远镜前用目视的方法绘出的。这种绘制方法不但视觉上的差别难以避免，更难避免绘图者的主观倾向性。到1905～1907年期间，美国天文学家洛威尔（1855～1916年）与普兰德、斯里弗尔合作，拍摄了火星照片，但可惜的是这些照片非常模糊，无法辨别火星上是否有“运河”。到1909年，正当火星冲日的最好时机，不少天文台拍下了很美丽的火星照片，但火星上的“运河”问题仍然解决不了。

随着空间技术的不断发展，人们为了揭开火星的秘密便发射行星际探测器飞向火星。在1964～1977年，美国发射了“水手”号和“海盗”号8个探测器。1964年11月发射的“水手4号”行星际测探器，在飞近火星时拍了火星的照片，从照片上可以清楚地看到火星表面有大大小小的环形山，它比地球上天文望远镜的识别本领强多了。地球上的天文望远镜只能识别出60千米以上的地方，而“水手4号”探测器可以识别出直径有5～12千米的环形山。1971年11月，“水手9号”对火星的全部表面进行了高分辨率的照相，发现火星上有巨大的火山、峡谷和宽阔的河床。为了探索火星上是否有生命，在1976年7月和9月，“海盗”1号和2号先后来到火星。与此同时，前苏联也发射子“火星”号探测器，研究火星及其周围的空间。通过美国租前苏联发射的行星际探测器，对火星进行了大量探测，再经过科学家们的分析研究，使人们对火星有了进一步的认识。

火星是一颗红色的星球，在它的南极和北极覆盖着两个白色的极冠。由于白色的极冠点缀在红色的星球上，更增加了火星的美丽色彩。火星比地球小，它的赤道半径为3395千米，相当于地球的15%。火星的质量是地球的10.8%。而且，火星是在一个偏心率较大的椭圆的轨道上绕太阳公转，所以火星有时离太阳近，有时离太阳远，它的近日距和远日距相差4200万千米。

火星的周围有一层大气，但非常稀薄，它的主要成分是二氧化碳，占总量的96%，也有不少量的氩、氮等气体。水汽是很少的。据美国“海盗1号”的直接测定，火星表面的大气压力为7.5毫巴，相当于地球上30～40千米高度处的大气压。在大气中也与地球一样飘着云，云的主要成分是二氧化碳和水。在火星极区的冬季，天空有像浓雾那样的干冰（固体二氧化碳）云。

火星上有时会发生尘暴，看上去就像一种黄色的云，它是低层大气中卷着尘粒的风所构成的。大的尘暴多半发生在南半球的春末。当火星靠近近日点的时候，尘暴的发源地处在太阳直射的纬度线上，而且经常发生在海腊斯盆地以西几百千米的诺阿奇斯地区。在尘暴发生的最初几天，中心尘云慢慢扩展，以后便很快蔓延开来，在几个星期里就完全覆盖了南半球。如果尘暴特别大，还能扩展到北半球，甚至笼罩住整个火星。这时，火星上的温度差减小，风才渐渐平息下来。尘粒也慢慢地在沉降，但尘粒沉降得很慢，至少需要几个星期。有时一次激烈的尘暴，能持续几个月之久。在火星上，几乎每年都要发生一次这样的尘暴。在1971年11月，当美国的“水手9号”探测器到达火星时，正遇上火星的尘暴，而且尘暴笼罩住整个火星表面。这次尘暴从1971年9月23日起，一直持续到第二年1月初才平息下来。但是，为什么每次尘暴都发生在火星位于近日点的时候呢？科学家们还在深入地研究和探讨。人们猜测，这可能是由于在近日点时火星上温度上升得快，使大气对流也来不及把热量散开去，这就造成了大气的扰动，引起了飓风，就把尘埃刮起来，从而形成了尘暴。

在平时，火星的大气清澈，便于观测。火星表面有明有暗，明亮而呈桔黄色的区域，约占火星总面积的83%，称为火星的“大陆”或沙漠区域。暗的区域称为“海洋”，其颜色常常随季节的变化而变化。有人认为这是火星表面较为潮湿的地带。

通过对火星的探测，发现火星的表面被一个大约同赤道倾斜成30°的大圆分开，形成了南北两个截然不同的半球。南半球的表面崎岖不平，密布着环形山，其中最大的一个是海腊斯盆地，它的直径有1600千米，深度至少有4千米。这些环形山，可能是早期形成的，所以在南半球就保留了古老的地表。而北半球与南半球不同，它表面较为平坦，以火山熔岩平原为特征，其中点缀着一些死火山。看来死火山口过去曾是熔岩的出口，由于熔岩顺着火山侧面流下，就形成了以火山口为中心向四方延伸的辐射状地形。火山熔岩的分布面积，广达数百千米。北半球的环形山，要比南半球少，地势也普遍比南半球低。在火星表面位于赤道地区的峡谷，是很引人注目的。最大的一个是赤道以南的“水手谷”，在赤道地区延伸5000多千米，比周围的地面要低6千米。一般说来，谷壁是很陡峭的，可以看出崩塌和陷落的痕迹。

火星的表面还有不少干河床，主要的一些大河床也分布在赤道地区，其中最长的有1500千米，宽达200千米。大河床和它的支流形成脉络清楚的水道系统。在干河床中还可以找到泪滴形的小岛、沙洲和辫子形状的水纹。有的学者根据这种现象，认为在历史上火星曾有过温暖时期，甚至有过大量的水在河床中流动，可能是后来火星上的气候有了剧烈的变化，火星的表面才留下了这些干河床。不过，这些干河床，与曾经轰动一时的火星上有“运河”的说法完全是两回事。“水手”号和“海盗”号探测器，对火星两极的白色极冠也进行过多次考察。考察的结果表明，极冠是水和二氧比碳的凝结物。冬季时极冠的面积扩大，在最大时极冠能覆盖到606的纬度处。但一到春天，极冠开始变小。把探测器拍下的大量火星照片拼合在一起，就可看到火星的全貌。极冠不是整块的，可以看到向左旋转的螺纹。而且极冠在分层的结构，在冰层的边缘形成一系列的台阶，各层的厚度达10～50米。

火星表面的平均温度，比地球低30℃以上。火星昼夜温度常常相差100℃。在赤道附近，最高温度可达20℃左右，但到了夜间，温度很快下降，在黎明前最低温度降到零下80℃以下。火星的两极地区温度更低，在长长的极夜里，温度下降到零下139℃。

对于人们一直关注的有没有生命和“火星人”的问题，通过“水手”号探测器的探测，特别是“水手9号”拍摄的照片，已经表明“运河”是不存在的。“海洋”颜色随季节在变化，是由于气象上的原因造成的。大量的火星照片还表明，火星是一个极其荒凉的世界，而且大气非常稀薄，没有水，又很冷，是不适宜生命生存的，就更不可能有“火星人”了。

在1976年7月20日，“海盗1号”降落在火星的北纬22°27′、西经480地区的一个平原上，当时还是火星夏季结束的时候，白天的温度在零下30℃，夜间降到零下86℃。当年的9J13日，“海盗2号”跟随而来，降落在北纬45°的赛多尼亚地区。它们都是为了探测火星上有没有生命而来的，它们在火星上的着陆点，都是经过选择的，即在估计水分较多，存在生命的可能性较大的地方。“海盗”号在火星上当场取样，进行生物化学等多种试验，没有发现有生命的迹象。如果火星上有过生命的存在，哪怕是有过低等植物的存在，在火星的土壤中也会有生命的痕迹，但连这种迹象都不存在。这就断定“火星人”是根本不存在的。“海盗”1号和2号，还从离地球3～4亿千米的火星上，发回数以万计的照片，从照片上看到了火星上茶红色的沙漠风光和风蚀地貌。火星的天空也是红的，一般都认为这是由于土壤微粒在天空飘浮着，而把太阳光散射的缘故。

这些照片经计算机校正后，拼成了火星的详细地图，分辨率可达40米，这对我们了解火星的气象和地质等等，都是很有价值的。美国地质调查局在1978年刊发了1：2500万的火星地质图，在长121厘米、宽91厘米的图上，最古老和最新的岩石、平原、火山、河床、峡谷和环形山等地形，都详细的表示出来。

火星的卫星

火星有两颗卫星：“火卫1”和“火卫2”。火卫1的最长直径是27千米，离火星中心是9370千米。火卫2的最长直径只有15千米，离火星中心为23500千米。

因为火星的这两个伙伴都很小，离开火星又很近，所以很难看到它们。早在18世纪末，著名的天文学家威廉·赫歇耳就曾努力寻找过火星的卫星，但没有找到。另一位天文学家阿勒斯特也曾搜索火星的卫星，也没有结果。到了1877年，美国天文学家霍尔用当时世界上最好的天文望远镜搜寻火星的卫星，那时候火星离地球很近，只有5600万千米左右，开始仍然搜寻无着。霍尔感到很失望，当他快要失去信心的时候，他的夫人斯蒂尼关心他，鼓励他继续坚持下去，最后终于在望远镜里捕捉到了火星的这两个小伙伴。这样，人们就把火卫1上最大的环形山命名为“斯蒂尼”。火星是希腊神话中的战神，人们就把战神的两个儿子的名字给了火星的卫星——火卫1叫“福波斯”，火卫2叫“德莫斯”。

不过战神的这两个儿子的外貌可真不英俊，它们活像两个烂土豆，坑坑洼洼的，很不规整。被认为是太阳系中的不规则卫星。它们形影不离地绕着火星旋转。它们一个跑得很快，一个走得很慢。火卫1公转1圈只需7时39分，而火卫讼转1圈却要30时18分。如果到火星上去“赏月”，那就会看到这样的绝世奇景：一个“月亮”（火卫一）因为运动速度快，使它在火星上看来，从西方升起，到东方落下，一夜之中，两次跑过天穹。另一个“月亮”（火卫2）从东方升起后，缓缓移动，好几天才下沉到西方地平线下。

人类已经拜访了月宫，迈出了飞离地球的第一步，但是还从来没有到过另一个天体。下一步在本世纪末或下世纪初，人类就将踏上征程，来到太空中的红色国土，去揭开那颗行星上的生命之谜吧！

火星有“火卫1”和“火卫2”两颗卫星，是美国天文学家霍尔在1877年8月火星大冲时发现的。由于古罗马以希腊神话中战神的名字给火星命名，所以也就以战神的两个儿子的名字给这两颗卫星命了名。给距火星近的“火卫1”取名为福波斯，给距火星远的“火卫2”取名为德莫斯，是“战栗”与“恐怖”的意思。当1971年“水手9号”到达火星上空时，火星上正在发生全球性的尘暴，在尘暴平息后，“水手9号”拍摄了“火卫1”和“火卫2”的照片。这两颗卫星的外形，很像两块马铃薯。若用三轴椭球体来描写它们的形状，“火卫1”的3个主直径是27、21和19千米；“火卫2”的3个主直径为15、12和11千米。在它们的表面布满了陨星坑，其中最大的一个陨星坑是“火卫1”上的斯蒂尼陨星坑，直径有8千米。在沿着“火卫1”的赤道方向，有些平行的细槽延伸几千米，当到达“火卫1”背面的时候才消失，或整个的围绕着“火卫1”。

根据“水手9号”所得的资料分析研究，发现这两颗卫星的自转周期和它们的公转周期是相同的，都是以一面永远向着火星，就像月亮永远以同一面向着地球是一样的。“火卫1”绕火星的公转周期比火星自转周期还要短，因此从火星上看，“火卫1”是从西方升起向东方落下去。如果在火星的赤道附近看“火卫1”还没有在地球上看月亮的一半大。而要看“火卫2”就更小了，只能勉强看清它的圆轮。

不讨人喜欢的火星

火星是一个在地球轨道外面旋转的行星。它的半径为3390千米，比水星大但比地球和金星小得多。

这个星星和水星、金星不同的地方是，发着可怕的红光。很早以前，日本把它当作一个不吉祥的星，因此给它起了一个“灾难星”或“红焰星”的名字。就连西方也管它叫“马尔斯”（意为战斗之神）。火星反射出来的火一样的红光，令人想起战争中流血，所以人们都不太喜欢它。

火星为什么看起来是红色的呢？因为火星是行星，它也和水星、金星等行星一样，反射太阳光。由于火星大部分地带覆盖着红色沙漠，所以它反射出来的光，就变成了红色。

那里的沙漠为什么是红色的呢？原来火星表面岩石经过风化而成了氧化铁。所谓氧化铁就是铁锈，所以火星可以说是一个布满了铁锈的世界。

火星的极冠和大黄云

用望远镜观察火星，火星的表面。并不全是沙漠，也有许多暗淡的部分，这些部分也像月球上的“海”一样，也把它叫作“海”。

例如：锡伦海、普罗彭蒂斯海等。这些海根本没有水，而是火星的低洼地带。

在火星的北极和南极，可以看到白色的隆起部分，它的形状和大小随着季节而变化。这个隆起部分叫作“极冠”，一般认为两极可能覆盖着薄薄一层白雪或霜。总之，火星上肯定有不太多的水，极冠也不会太深，大概只有几厘米。

一到冬天，极冠就逐渐庞大。随着春天来临，极冠又逐渐融化而缩小。融化了的水，又全都蒸发掉了。这是因为火星上的大气稀薄，气压很低，只有地球上1个大气压的1%到2%，所以不能把水存留下来。在火星表面上的大气，相当于地球30000千米高空一带的大气那样稀薄。

春天极冠的水蒸汽，一刮到赤道附近，就发生极厉害的大旋风。这种旋风是由潮湿的大气被沙漠烤热，造成猛烈的上升气流引起的。这时眼看着黄色砂尘，腾空而起，形成所谓“大黄云”。大黄云之大，有时竟能盖住半个火星的表面。

由沙漠、海和极冠装饰的火星，大约687天绕太阳1周，也就是火星的。1年，相当于地球1年的1.88倍。在火星轨道里面旋转的地球，每两年两个月才能赶上火星，也就是说地球和火星每隔两年两个月才有一次最靠近。

火星的轨道并不是圆形，而是扁长的椭圆形，因而每次地球和火星的靠近距离，随着靠近时的位置而有变化。例如在1956年9月，靠近的距离是56600000万千米，1967年4月靠近时的距离是89940000万千米。

火星的自转周期，也就是二天的长短，约为24时37分23秒，比地球的一天稍长一点儿，而且也有季节的变化。但它毕竟比地球远离太阳，平均约22790千米，因此气候比较寒冷。即使在赤道一带，地面上的平均温度也低到摄氏-15℃左右。

不过白天在赤道沙漠地带的温度较高，约为10℃左右；在阴暗的“海”的部分，温度约为20℃以上；在太阳垂直照射的地方，温度可达到30℃左右。由此看来还没有达到不可能有生物存在那样的寒冷程度。

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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