火星以古罗马神话中的战争之神而命名，作为太阳系内第二小的行星，仅有水星比他更小。从地球上看，火星仅仅是夜空中的一个红色星体。
图解：火星的真实色彩影像，2007年2月由罗塞塔号拍摄
在某种程度上，火星与地球并非有天差地别。火星日仅仅比地球日长近39分2.44秒。火日距离为1.52AU，大致说来，火星与太阳的距离比其与地球的距离大一倍。火星公转周期为678个地球日。在火星上的重力仅为地球重力的40%——这远比月球重力要高。与地球一样，火星也拥有自转轴倾角，并不是像天王星简直是绕着自身的一边旋转。
1.火星大气
火星表层大气绝大部分——近95%是二氧化碳。这里有在火山期遗留下来的甲烷的踪迹。同样，这里也有重新在火星大气中补充甲烷的甲烷气裂缝的迹象，理论上来说，这与地球大洋底部的甲烷气裂缝一样，可以提供生物生存环境。就像地球，火星大气也含有氩和氮。
图解：2001年六月26日，哈勃太空望远镜观测到火星的图像，为了给出真实的火星在天文望远镜中所呈现的色调，星球的色彩被谨慎地平衡。最为惊人的是，图像中显示了大规模的季节性沙暴。一个大型的风暴系统在高于北部极地冰冠的、部位剧烈翻涌，稍小的一个就在其附近。
火星表面与地球整块陆地大致相似，这意味着火星地图可能与不包括海洋的地球地图一样大。
火星颜色偏红，是因为外壳氧气与铁的组合导致了铁锈色的形成。在火星行星内核冷却的同时，保护大气免受太阳风暴损害的磁极消失，火山停止喷发以填充大气。接着，火星大气缓慢地被吹开，放射线破坏大气层中的水分子——水分子被分成氢气与氧气。其中氢气在太阳风中消失，而氧气与土壤融合。
图解: 火星直径约为地球的一半
火星的气压仅仅比地球气压少1% 。然而，火星可以容纳全行星范围内的速度高达125 每小时的沙暴。高达每小时200迈的沙尘也被记录在案。凤凰着陆器和轨道航天器捕捉到火星上的确有云的存在。
2.火星表面
火星表面与地球整块陆地大致相似，这意味着火星地图可能与不包括海洋的地球地图一样大。火星颜色偏红，是因为外壳氧气与铁的组合导致了铁锈色的形成。在火星行星内核冷却的同时，保护大气免受太阳风暴损害的磁极消失，火山停止喷发以填充大气。接着，火星大气缓慢地被吹开，放射线破坏大气层中的水分子——水分子被分成氢气与氧气。其中氢气在太阳风中消失，而氧气与土壤融合。
图解：火星地形图，中央为东经180度。低到高顺序为蓝、绿、黄、红到最高的白。
火星上有天文望远镜可视的，随着火星季节变换而扩大缩小的冰盖。然而，天文学家认为火星冰盖主要是由冰冻的二氧化碳构成，而不是水冰。暴露在火星稀薄的大气之下。水冰会升华或者变为蒸汽。金星由于它稀薄的大气造成的温室效应无比燥热，然而火星却有着无休无止的酷寒。火星大气不能保温，火星的平均温度大概是-70°F。低至-225°F的低温也有被观测观测到。在夏季，靠近赤道的地方，温度能超过水的冰点。同火星南部相比，火星北部相对平坦。由欧洲航天局发射的火星快车已经探测到层状沉积物——这可以证明火星北半球曾经是一片海洋。
3.火星地貌
已知的太阳系中最大的火山奥林匹斯山，坐落于火星之上，以希腊诸神居所命名。它比珠穆朗玛峰还要高三倍。奥林匹斯山成形于火星表面由于板块构造而从不移动的热斑。奥林匹斯山的巨大自然伴随着数个陨石坑。塔尔西斯高原上分布着一些休眠火山，然而他们都不能与奥林匹斯山的体量相较，他们相连起来，形成了塔尔西斯突出部。
图解：奥林帕斯山的拼贴卫星照片，于边缘可见部分奥林帕斯山光环
火星同样孕育了巨大的峡谷系统，这些峡谷系统在最初的时候被人误认为是运河。水手谷长愈2500英里，其规模可以与东非大裂谷媲美。它和它连接的峡谷覆盖了大约五分之一个火星。水手谷的规模胜于亚利桑那州大峡谷，但不及大西洋裂谷。火星上的一些峡谷——比如水手谷，实际上是火星地表的裂纹，而巴拉那盆地却可能是周期性洪水与特大洪涝的遗留痕迹。
4.火卫
火星卫星——福布斯和戴摩斯（火卫一与火卫二），以战神马尔斯之子的名字命名。两颗火卫被认作是在小行星带被捕捉到的小行星。
两颗火卫远比地球的卫星月球要小。火卫一直径约为11英里，每0.319个地球日绕火星一周。火卫二直径约为15英里，以30.3小时的周期环绕火星。
图解：火星侦察轨道器所摄得的火卫一彩色照片，摄于2008年3月23日
5.人类的探索
在过去，火星一直是人类重复探索的目的地。金星与地球的体量相当，但金星上稀薄的大气导致了极大的大气压强，并使这颗星球有着与水星相同的酷热。火星有远古海洋与同亚利桑那州大峡谷尺寸相当但更深的流水峡谷的痕迹。即使火星表面再没有水的痕迹，水冰也有可能混入了土壤，被埋藏在了极地冰盖之下,或者储存在了地下含水层中。
这使火星成为最有可能的世外殖民地。在明白火星怎样失去了海洋和大气可以帮助我们了解地球的未来。
前往火星的任务可以被分为三个类别。飞掠过火星只拍到了这个星球的照片。旅行者一号与二号被分入了这个类别。轨道飞行器进入了火星运行轨道并进行了拍摄，运用了声纳测绘火星的表面。2001年发射的奥德赛就是这些轨道飞行器之一。快速轨道飞行器用雷达测绘了火星的表面，亚表层雷达寻找火星表面下的冰层。同样，我们也朝火星发射了宇宙飞船进行探索。凤凰号火星登陆器与好奇号火星探测车正是其中的两例。着陆器一直保持在一个位置，而有轮子的探测车可以在火星表面游走。截至2012年，将有具有未来规划的五个积极的火星探索任务
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