火星是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序排列为第四颗。在太阳系八大行星之中，火星也是除了金星以外，距离地球最近的行星。大约每隔26个月就会发生一次火星冲日，地球与火星的距离在冲日期间会达到极近值，通常只有不足1亿千米，而在火星发生大冲时，这个距离甚至不足6000万千米。火星冲日意味着这时可以使用较小花费将探测器送往火星，因此人类的火星探测活动通常也会每隔26个月出现一次高潮。
到目前为止，火星是除了地球以外人类了解最多的行星，已经有超过30枚探测器到达过火星。它们对火星进行了详细的考察，并向地球发回了大量数据。同时火星探测也充满了坎坷，大约2/3的探测器，特别是早期发射的探测器，都没有能够成功完成它们的使命。但是火星对于人类却有一种特殊的吸引力，因为它是太阳系中最近似地球的天体之一。火星赤道平面与公转轨道平面的交角非常接近于地球，这使它也有类似地球的四季交替，同时，火星的自转周期为24小时37分，这使火星上的一天几乎和地球上的一样长。
火星有生命吗
火星是太阳系由内向外数的第四颗行星，属于类地行星，直径为地球的一半，自转轴倾角、自转周期相近，公转一周则花两倍时间。在西方称为战神玛尔斯，中国则称为“荧惑”。橘红色外表是因为地表的赤铁矿（氧化铁）。火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水体。以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠，会随着季节消长。
火星的表面有很多年代已久的环形山，但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。环形山的成因有很多，如陨石撞击坑、火山口。
在火星的南半球，有着与月球上相似的典型的环状高地。相反地，它的北半球大多由新近形成的低平的平原组成。这些平原的形成过程十分复杂，南北边界上出现几千米的巨大高度变化。形成南北地势巨大差异以及边界地区高度剧变的原因还不得而知（有人推测，这是由于火星外层物增加的一瞬间产生的巨大作用力所形成的）。最近，一些科学家开始怀疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。
火星的内部情况只是依靠它的表面情况资料和大量有关的数据来推断的。一般认为它的核心由半径为1700千米的高密度物质组成；外包一层熔岩，它比地球的地幔更稠些；最外层是一层薄薄的外壳。相对于其他固态行星而言，火星的密度较低，这表明，火星核中的铁（镁和硫化铁）可能含有较多的硫。
奔向火星的探测器如同水星和月球，火星也缺乏活跃的板块运动；没有迹象表明火星发生过能造成像地球般如此多褶皱山系的地壳平移活动。由于没有横向的移动，在地壳下的巨热地带相对于地面处于静止状态。再加之地面的轻微应力，造成了岩石凸起和巨大的火山。但是，人们却未发现火山最近有过活动的迹象。虽然火星可能曾发生过很多次火山运动，可它看来从未有过任何板块运动。
火星上曾有过洪水，地面上一些小河道，十分清楚地证明了许多地方曾受到侵蚀。在过去，火星表面存在过干净的水，甚至可能有过大湖和海洋。但是，由于火星引力小，水蒸发成气体，这些东西只存在很短的时间，而且据估计，距今也有大约40亿年了。这些显示曾经有水的地方不是由流水经过而形成的，它是由于外壳的伸展和陨石以及小行星的撞击，伴随着岩石凸起而生成的。
火星的早期与地球十分相似。像地球一样，火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。但由于缺少地球的板块运动，火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中，从而无法产生意义重大的温室效应。因此，即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置，火星表面的温度仍比地球上的冷得多。
火星的那层薄薄的大气主要是由剩余的二氧化碳（953%）加上氮气（27%）、氩气（16%）、微量的氧气（015%）和水汽（003%）组成的。火星表面的平均大气压强大约700帕（比地球上的1%还小），但它随着高度的变化而变化，在盆地的最深处可高达900帕，而在奥林匹斯山脉的顶端却只有100帕。但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应，但那些仅能提高其表面5℃的温度，比我们所知道的金星和地球的少得多。
火星的两极永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的，它是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升华，留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从没有完全消失过，所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层。这种现象的原因还不知道，但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化引起气候的变化造成的。或许在火星表面下较深处也有水存在。这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25%左右。
对于火星上是否存在过生命，“海盗”号探测飞船获得的信息使科学家得出了否定的结论，这未免使人有些失望。
前苏联的专家对美国科学家关于火星上没有生命存在的论点提出怀疑。第一，他们认为探测飞船着陆舱着陆点是两个偶然点，在它的表面很难发现什么。第二，探测方法本身不完善。举例说，利用单个仪器也不可能在地球南极就地发现生物活动。如果把标本取回放在温暖的地方，给微生物提供大量生长条件，可能会发现生物活动。现在知道，尽管地球南极的严酷气候条件十分接近火星，但那里仍然蕴藏着生命。所以前苏联专家认为目前还不能排除在火星上发现某种生命原始形态的可能性。
不论是美国还是俄罗斯科学家，下一步的目标是把火星标本带回地球，利用一切最完善的科学手段对它进行研究。“海盗”探测飞船所绘制火星表面详图，将为今后发射载人火星飞船选择最好的着陆点。
美国国家航空航天局
美国国家航空航天局，英文National Aeronautics and Space Administration，简称NASA，台湾译作“美国国家航空暨太空总署”，是美国负责太空计划的政府机构。总部位于华盛顿哥伦比亚特区，拥有最先进的航空航天技术，它在载人空间飞行、航空学、空间科学等方面有很大的成就。它参与了包括美国“阿波罗”计划、航天飞机发射、太阳系探测等在内的航天工程，为人类探索太空作出了巨大的贡献。
火星探测
第一个成功飞越火星的太空船——“水手4”号探测器
资料表明，“水手4”号是一系列以飞越方式进行行星际探险中的第四个，并且是第一个成功飞越火星的太空船。它传回了第一张火星表面的照片，并且是第一张从除了地球以外另外一个行星上拍的照片。与此同时，这张充满了陨石坑、死寂世界的照片，震惊了全科学界。
“水手4”号的任务除了执行近距离火星科学观测，并将结果传回地球，其他的任务目标还包括在火星附近执行行星际的地表及粒子测量，并为长途星际飞行的工程技术提供经验及知识。
“水手4”号火星探测器示意图“水手4”号太空船由八角形镁合金结构组成，对角线长度为1270毫米，高度为457毫米。上面有4个长度为688米的太阳能面板，与此同时，还置有一直径为1168毫米的高增益碟形天线，而另一个低增益全向天线则置于高增益天线旁的一个2235毫米高天线杆上。该太空船总高度为289米。太空船底部的中间有一个置于扫描平台上的电视相机。该飞船的八角形框架里容纳了电子器材、缆线、中途推进系统及姿势控制气体供应调节器。而大部分的科学仪器置于框架的外面。科学仪器，除了电视相机之外，还有磁力计、尘埃侦测器、宇宙射线望远镜、太阳等离子侦测器及离子室（盖格计数器）。
而该探测器的电力来源则是由4个170厘米×90厘米的太阳能面板里的28224个太阳能电池提供。该电池可以给探测器提供310瓦电力。除此之外，探测器里还装有一个可充电的1200瓦/小时的银—锌电池，可作操纵及备份用。该探测器的姿势控制由置于太阳能板底部及3个回转仪的12个冷氨气喷嘴提供。
通讯装备由一个双S频7瓦的发射器及一个单接收器组成，可由低、高增益天线以81/3或331/3位元/秒速度传送及接收资料。有趣的是，资料也可储存于一个容量为524MBits的磁带记录器上，稍后再传送也可以。由于火星上昼夜温差很大，所以科学家们在研制该探测器时，便想到了其温度控制，而事实上该探测器的温度控制则是由可调整的天窗、多层隔热毯、铝护罩及表面处理达成。
该探测器成功地执行了所有规划的活动，并且回传了有用的资料。在后来的1964年12月7日，姿势控制系统里的气体已经用完了，随后的12月10日及11日发生了83次有记录的微陨石撞击，造成高度扰动及信号强度的降低。1967年12月21日，与“水手4”号失去联络。
科学家们由探测器发回的资料分析得出，由于陨石坑与薄大气层显示出一个相当不活跃的行星，所以在火星上找寻智慧生物的希望基本上破灭了。我们知道，火星上的生命曾经是几个世纪以来科幻小说的主题，但在“水手4”号任务后，一般便开始认为如果火星上有生命，它大概会以更小、更简单的形式存在。
第一个环绕火星的太空船——“水手9”号
“水手9”号是美国宇航局的太空探测卫星，作为“水手”号计划的一部分，其目的也是用于探索火星。
“水手9”号探测器示意图“水手9”号于1971年5月30日发射飞向火星，并于同一年11月14日抵达，成为第一个环绕除了地球以外行星的太空船——仅仅小幅度领先前苏联的“火星2”号及“火星3”号，它们都在一个月之内抵达。经过好几个月的沙尘暴后它终于传回令人惊讶的地表清晰照片。
“水手9”号在设计上延续进行了“水手6”号及“水手7”号的大气研究，并且绘制了超过70%火星地表，并且是以之前火星任务都未有的最低高度（1500千米）及最高分辨率（1千米/像素×100米/像素）。
“水手9”号携带的仪器酬载与“水手6”号及“水手7”号相似，但因为控制太空船进入火星轨道需要较大的推进系统，所以导致它的重量比“水手6”号及“水手7”号加起来还重。
资料显示，当“水手9”号抵达火星时，大气布满了灰尘使地表模糊不清。“水手9”号的电脑也因此暂停了绘制地表的任务，直到几个月后沙尘暴停止才开始正常工作。数据资料表明，“水手9”号总计在轨时间为349天，“水手9”号一共发回了7329张照片，涵盖了超过80%的火星地表。照片揭露了火星上的河床、陨石坑、巨大的死火山（如奥林匹斯山，太阳系中最大的已知火山）、峡谷（包括水手谷，超过4000千米长）、风与水的侵蚀作用及沉淀、锋面、雾以及其他。与此同时，火星的2个小卫星佛伯斯及帝摩斯也有照片。“水手9”号任务的发现成为了后来维京人计划的基础。巨大的水手谷峡谷系统因“水手9”号的成就而命名。
1972年10月27日，“水手9”号在用完姿势控制气体后结束了运作。不过，“水手9”号目前仍在火星轨道上，至少到2022年都能保持稳定轨道，在此之后这艘太空船将会进入火星大气层中。
不辱使命的“海盗”兄弟
事实上，“海盗”兄弟的唯一任务是在火星上寻找生命。这种探索大部分是通过3种方式来实现的：对火星表面广大区域进行高分辨率照相；分析火星大气的结构和成分；对登陆车采集的火星土壤标本进行化学实验。
“海盗1”号和“海盗2”号探测器的着陆地点是科学家们精心选择的，被认为是最有希望找到生命的地方。“海盗1”号选择火星北部克莱斯平原着陆，而“海盗2”号降落在火星北部的乌托邦平原。二者正好在北部极冠附近遥遥相对。
“海盗1”号火星探测器1975年8月20日，“海盗1”号在佛罗里达的堪培拉海角发射升空。探测器于1976年6月19日进入火星的轨道，着陆装置于1976年7月20日在Chryse平原斜坡着陆成功。
它着陆不久，便投入到了寻找火星微生物的工作中去了。（因为人们仍在争论火星上是否有生物存在），并发回了难以置信的周景全彩色图。科学家们由此才知道原来火星的天空是略带粉红色的，并非是他们原先所想的暗蓝色，而后科学家们分析认为，火星的天空是粉红色主要是因为稀薄大气中的红色尘粒反射太阳光所致。
除此之外，“海盗1”号上的仪器还采用生物学实验的方式在火星土壤中发现了奇特的化学元素，但并没有确凿的证据表明火星上存在生命或其他的有机化合物。很明显，这颗行星的表面是贫瘠荒芜的。但是，这种说法在20年后受到了挑战，因为美国宇航局宣称，针对落在地球表面的火星岩石进行的研究最终发现了微生物化石。
“海盗2”号火星探测器1975年9月9日，“海盗2”号发射成功，并于1976年8月7日进入了火星轨道，1976年9月3日触地于乌托邦平原。在它着陆过程中，对火星大气进行了分析，首次发现那里含有少量对生命至关重要的元素——氮。“海盗2”号着陆时，正值火星北半球的冬季，火星北极冷得足以使二氧化碳冻结为干冰。登陆车在火星上的黎明时分记录到了-85℃的低温，下午3点半记录到的最高温度是-29℃。它还记录到54千米/小时的风速，这相当于地球上的7级风。它先后完成同它姐妹探测器一样的任务，并意外地记录了一次火星地震。“海盗2”号登陆车还分析了火星土壤样品，获悉它们亦如地球土壤那样，主要由硅酸盐构成。硅酸盐由硅和氧加上各种金属组成。地球土壤含铝量甚高，含铁量较低。火星土壤则相反，含铁多而含铝少，这使火星土壤呈现出独特的红色。
1982年11月11日，“海盗”着陆器1号做了最后一次数据传输，该探测器的控制者们花了6个半月仍然无法同它恢复联系。全部任务于1983年5月21日结束。
“火星观察者”号出师不利
1992年9月25日，“火星观察者”号发射成功，按计划，其使命是重新拍摄火星地貌。但实际上，它这次是在重复几项“海盗”号的拍摄工作。不过，它拍摄图像的分辨率要高得多，它携带的照相机能拍摄出每个像素代表14米实际距离的图像。比起“海盗”号照相机拍摄的每个像素代表50米的图像，这是个极大的改进。
“火星观察者”号探测器示意图然而，“火星观察者”号刚要进入轨道时便遭到了失败。1993年8月21日，当“火星观察者”号还有不到3天时间就将到达火星时，它与地球失去了全部通讯联系。美国宇航局喷气推进实验室的工程师和飞行器操作者发出了一系列备用指令，以便打开飞行器的通讯器，将飞行器的天线转向地球。但令人失望的是，到8月22日，全世界各个卫星跟踪站都未收到飞行器的任何信号。
后来，为了调查“火星观察者”号的“出师不利”，美国政府还成立了一个官方委员会，该委员会在因特网上发布的报告称：“火星观察者”号通讯中断的原因，极有可能是推进系统燃料加压装置中的一个管道断裂，造成隔热层下的压力泄露，气体和油料很可能从隔热层下不均匀地泄露出来，使飞行器产生高速自转。这种高速自转会使飞行器进入“意外事故”运行模式，这种运行模式中断了事先储存的一系列操作命令，因此没有打开发报机。此外，这样的自转还可能造成飞行器的主要天线被分离。最终，由于太阳能电池帆板不再能指向太阳，飞行器的电池耗尽，无法给发报机供电。
后继使命的“火星全球勘测者”号
事实证明，美国人探测火星的决心是异常坚定的。资料显示，在“火星观察者”号失踪几个星期之后，美国宇航局便宣布将向火星发射另一个探测器“火星全球勘测者”号，作为“火星观察者”号的继承者去实现其未尽的使命。
1996年11月7日，“火星全球勘测者”号在卡纳维拉尔角由“德尔塔2”火箭发射升空，开始了为期10个月、航程长达669亿千米的火星之旅。
事实上，“火星全球勘测者”号的功能逊于“火星观察者”号，其主要任务是研究火星表面、大气层和磁场的情况。它上面的科学仪器有：负责研究磁力线和太阳风对火星影响的磁强计和电子反射计；进行表面和大气照相的火星轨道器相机；研究火星地貌和引力场的火星轨道器激光高度计；为今后火星探测做准备的火星中继电台；进行矿物、冷凝物、尘土、高温物质和大气等测量的高温发射频谱仪；进行引力场和火星大气研究的紫外线稳定振荡器等。
“火星全球勘测者”号探测器示意图
1997年9月11日，“火星全球勘测者”号进入预定的环绕火星的轨道，并在距离火星表面380千米高度环绕火星两极地区飞行，一举成为了研究火星地质、气象和演化史的人造卫星。
从1998年3月开始，它用687天的时间持续勘察和记录了火星的大气、磁场、地貌和矿产等情况，拍摄高分辨率的照片，并绘制火星表面地形图，为今后的火星着陆器提供尽可能详细的资料。2003年，“火星全球勘测者”号拍下了一张地球的“快照”，这是人类第一次从火星的角度观看自己居住的星球的模样。
“火星全球勘测者”号的发射成功，标志着自“海盗”号以来，沉寂了20年的火星探测又掀起了热潮。
1991年底前苏联宣告解体，新独立的俄罗斯接管了前苏联强大的航天业。俄罗斯航天部门成立之初进行的重要工作之一便是将进行到一半的“火星96”计划按时完成。
然而不幸的是，1996年11月16日，俄罗斯人刚刚欢呼“火星96”发射成功后几个小时，便从太空传来这个火星探测飞船半途夭折的噩耗。俄罗斯这次企盼已久的火星探测计划从一开始就遭到失败。
心系多国的“火星96”飞船
毋庸置疑的是，俄罗斯的“火星96”飞船，是人类跨世纪寻梦火星计划的一个重要组成部分。它是一项飞往火星的国际性考察计划，除以俄罗斯为主外，还有美国、英国、法国、德国、奥地利、比利时、西班牙、芬兰、乌克兰、捷克等20多个国家的航天中心和科研单位参加。
该计划分3个阶段：
第一阶段，发射“火星96”飞船，其中包括对火星进行长期考察的轨道站、2个穿透探测器和2个发送到火星上的小型自动站。
第二阶段，发射“火星98”飞船，包括1个轨道站和1个带有火星车的返回舱。
第三阶段，发射探测飞船把火星上的土壤带回地球。
这些考察将为把人类送上火星开辟道路。
该飞船重67吨，其中科学仪器重1吨多。该飞船装有2个可掘至地表以下75米深处的穿透器，其用途便是收集有关火星岩层化学成分及含水量等重要数据。此外，该探测器上还有2个小型自动站，它们在火星表面降落后，将研究“质子”号运载火箭示意图
火星气候、表面元素构成、磁场和地震情况。
1996年11月16日，“火星96”飞船在拜科努尔发射场由一枚“质子”号运载火箭发射升空，而后被送入绕地轨道。但后来在第二次点火本该工作3分钟时，发动机却因发生故障只运转了20秒。2小时后，“火星96”飞船与地面的联系突然中断，以至于最终未能进入飞往火星的轨道。
俄罗斯不愿让这个使命已告夭折的飞船毫无作为，于是想尽全力用助推火箭把它推入外层空间，以便用携带的仪器做一些科学观测。但这一点希望最终也破灭了，11月18日，这个失控的飞船开始向地面坠落，引起落区澳大利亚的一片恐慌。澳大利亚进入高度戒备状态，因为飞船上装有4节用钚制作的燃料的核电池。最后，“火星96”飞船坠落在距南美洲西海岸1000千米的南太平洋海域里。
事实上，“火星96”探测器的失利对美国来说也是一个沉重打击。因为美国有2件装置在该飞船上，一件是等效组织正比计数器，用来精确测量地球与火星之间的宇宙射线，以便搞清进行载人飞行时需要何种保护。另一件装置是火星氧化试验仪器，用来测量火星大气和地面的氧化速度。此外，“火星96”飞船本来还要与美国的探测飞船共同完成一项历史使命，即揭开火星是否曾有过生命之谜。两家各有分工，相互补充配合。现在美国失去了一个合作伙伴，他们不得不重新考虑自己的火星探测计划。
英国科学家更是深感沮丧，英国在“火星96”飞船上搭载了好几件实验仪器，其中有一件用来测量火星大气变化的仪器设计极富新意，它可以测量火星大气失去的速度，从而可以帮助确定火星上有无生命。
“火星96”飞船的失利，使得参与各国无不心疼惋惜。但事实上，“火星96”飞船的失利和俄罗斯的财政困难有着千丝万缕的联系。
数据资料显示，“火星96”飞船耗资3亿多美元，耗费10年时间才建造完成。它载有美国、法国、德国等20多个国家的高精尖仪器设备，是人类有史以来向火星发射的最大的航天器。
“火星96”飞船是俄罗斯研制的第一颗新型航天器，它的失利使俄罗斯航天业遭受了重创。长期以来，俄罗斯航天计划经费不足，处在捉襟见肘的境地，火星探测计划一直靠外援支撑。在财政极度困难的逆境中，俄罗斯航天机构急切盼望“火星96”飞船能给他们带来福音，以吸引西方大国为以后的探测项目提供资金。
当地面与飞船失去联系、发射宣告失败时，地面人员心如刀绞，有的研究人员甚至掉下了眼泪。曾在1965年进行首次太空行走的老宇航员列昂诺夫叹气道：“在科研资金极其短缺的时候，这么多钱就这样白费了，在20世纪俄罗斯没有可能再向火星发射飞行器了。”
值得一提的是，就在发射前的1个月，俄罗斯一家核研究中心的主任自杀身亡，他留下的一张字条写道：“自杀是为了抗议政府发不出工资和研究经费严重短缺。”
事实上，自前苏联解体后，俄罗斯的航天计划没有得到政府的真正支持。如1994年的航天预算为3388亿卢布，由于居高不下的通货膨胀，实际投资仅为1989年的20％。而1995年的预算为6100亿卢布，仅够维持最低限度的活动。从1993年起，俄航天界就不得不向商业银行贷款。在“火星96”飞船发射前，工作人员有几个月没有拿到工资。
与此同时，俄罗斯航天工业生产水平下降。俄航天部门1994年共有45份订单，实际却只生产了7枚火箭，因此原先储备的不可随便动用的火箭便被使用上了。
本来俄罗斯还有一个“火星94”计划，由于经费不足，后与“火星96”计划合并。按道理，这次发射准备时间应十分充足，但在发射前2周，工作人员还在往已经矗立在发射场的火箭上安装零件。
向火星发射飞船，每26个月才有一次“发射窗口”，错过了这个难得的发射时机，下次发射就要等2年多时间。此次失利之后，俄罗斯的火星探测计划很久才能缓过气来。
创下多个记录的“探路者”号火星探测器
1997年7月4日13时7分（美国东部时间），美国“火星探路者”号火星探测器，经过8个月的漫长旅途，终于在火星上着陆，从此揭开了人类探索火星奥秘的新纪元。
据资料显示，“火星探路者”开创了人类探测火星的多个第一：该探测器是首次向地球发回彩色三维立体照片；也是首次采用自由下降方式降落在火星表面；首次使用缓冲气囊技术；而它携带的“漫游者”探测机器人是人类首次成功地向地球之外的星球发射这种装置。
专家指出，“火星探路者”号火星探测器此次的任务是调查火星的大气和地质构造。就该探测器的结构来看，其3个侧面外侧的6个直径达6米的充气球体，即缓冲气囊，作用在于为探测器筑起一道缓冲屏障。值得一提的是，它所携带的“漫游者”火星车是个小型机器人，其电脑核心部分采用的是20MHz主频的RAD6000CPU，重达23磅，并且使用太阳能动力，而行驶速度最快可达2英尺/分钟。火星车上还有一台阿尔法—质子—射线光谱仪，能现场分析岩石的化学成分，并将分析结果传回地面控制中心。它完成了对“甲壳比尔”和“尤基”两块岩石及周围部分土壤的分析，科学家们研究发现，火星岩石成分竟与地球很相似。
“火星探路者”号探测器示意图
从发回的照片中，火星阿瑞斯平原看起来就像地球上的荒漠，有山脉、丘陵、沟谷，甚至还有陨石坑，科学家由此猜想，或许在几十亿年前，这里曾发生过特大洪水。而从火星车留下的车辙看，火星表面是一层虚土，下面是坚硬的壳层。此次探测，还使得人类对火星气候有了更深入的了解。火星当时是夏季，白天地表温度约零下十几摄氏度，夜晚会降到约-70℃，白天有微风。
那么，火星上曾有过生命吗？水是如何形成的又如何消失的？火星曾有过与地球同样的地质过程吗？这一切如今都还是谜。但是，“探路者”的火星之行已为以后的探索甚至为人类登上火星打下了基础。
事实上，“探路者”火星探测器这次着陆飞行在设计思想上与“火星全球勘测者”有着根本的不同，后者是利用已失败的“火星观测者”留下的备件制造的。
而据资料显示，此次探路者计划有以下几个主要特点：
研制工作又快又省
“探路者”使美国恢复了对火星的着陆探测，而且既有着陆器，又有漫游车，但所花的代价却比两个“海盗”号上的计算机部分还低。它的研制工作仅用了3年时间，费用只有196亿美元（着陆器171亿美元，漫游车025亿美元）。加上055亿美元的火箭费用，总硬件费用才251亿美元。探测器上使用的IBM公司RS6000微处理器（128兆内存）性能要远远高于“海盗”号着陆器所用的计算机。
着陆器设计适应性强
“探路者”选定气囊着陆设计是为了开发和试验新的着陆技术，使未来的着陆器能在地形条件比在火箭辅助下用着陆支柱着陆所要求的条件还要差的情况下着陆。“探路者”将以76千米/秒的速度进入火星大气，此后其“海盗”号式的气动外形可把速度降到04千米/秒。打开阻力伞后速度将进一步降至54米/秒。此后减速火箭点火工作2秒，使探测器在火星表面以上约21米处短暂悬停一会儿。探测器最终触地时的速度约为13米/秒，落地时由气囊进行缓冲。到达火星表面上的探测器包括350千克重的基地站（带太阳阵）、装在支杆上的一架相机、天气探测器以及漫游车。气囊式的着陆设计，按目前的资金水平只能用于相对比较简单的着陆装置。美国宇航局目前还正在继续开发火箭和支柱着陆系统并准备在由喷推实验室研制的“1998火星勘测者”着陆器上使用。
携带了美国第一辆无人漫游车
“探路者”的太阳能漫游车重约104千克，长066米，宽048米。在飞向火星过程中，它被压缩到只有02米高，在火星上展开后高度升到03米，行驶速度为04米/秒。
尽管“探路者”的漫游车是美国送往月球和各大行星的第一辆无人漫游车，但却不是世界上第一辆射向火星表面的漫游车。1971年前苏联的两个探测器“火星2”和“火星3”都曾携带漫游车抵达火星表面，遗憾的是“火星2”坠毁了，而“火星3”也在着陆后仅20秒就出了故障。与6轮的“探路者”漫游车不同，前苏联的漫游车采用的是滑移行走方案。另外，前苏联漫游车与基地站之间连有脐带，可以行驶到离着陆器15米的地方，而探路者是自主工作的。前苏联的漫游车带有土壤密度和承载强度测量仪器。
科学家们指出，“探路者”火星探测器此次在火星表面上将依靠3台放射性同位素加热装置来保持温度，每台装置中装有26克钚238。这些钚呈陶瓷状，包覆在金属内，并由气动外壳防护，以保证这种核装置不会在发生事故时损坏并使钚外泄。另外，发射用的“德尔塔”火箭的第二级和第三级上安装了声信标（类似于飞机的飞行数据记录器），以便于在发射失败的情况下确定核加热装置的位置。
“索杰纳”火星车示意图此次探路者所带的漫游车称为“索杰纳”，该车大小同微波炉相近，能在火星表面上行驶。“索杰纳”长066米，宽048米，展开后高03米，重10千克多，有6个轮子，行驶速度很慢，有如蜗牛，设计速度还不到1厘米/秒。它携带了3台相机和1台阿尔法质子X射线光谱仪，由车顶的太阳能电池板提供电力，并依靠3台钚238放射性同位素加热装置来为电子设备保持温度。6个轮子是铝制的，前、后4个轮子可独立转动，因而可就地转弯。漫游车和着陆器间通过一特高频指令与遥测系统保持联络。
“索杰纳”在探测器着陆次日走下着陆器。1998年4月6日，它开始使用APXS光谱仪对选定的火星岩石进行研究。它所研究的第一块岩石叫“藤壶嘴”，因其具有藤壶（一种水生甲壳动物）的特征而得名，大小和足球相仿。分析结果表明，这块岩石主要由石英、长石和正辉石构成，其中石英含量约占1/3。石英是地球上许多岩石的主要成分，而长石和正辉石在地球上也很常见。科学家们对这块岩石与地球上岩石极为相似感到惊讶。他们推断，这块岩石由火山形成的可能性较大。
此外，分析还表明，“藤壶嘴”与地球上一块编号为ALH84001的火星陨石在化学组成上具有相同的特征，由此说明这块陨石确属火星“来客”。
在分析了“藤壶嘴”后，“索杰纳”又开始探测另一块岩石“瑜伽熊”。它的大小是“索杰纳”的4倍。按计划应在探路者在火星上着陆后的第4天对这块岩石进行探测，但由于“索杰纳”在接近“瑜伽熊”时与之发生了碰撞，致使地面科学家向它发出了停止工作的命令，加之后来又出现了通信故障，所以直到12日漫游车才完成了对“瑜伽熊”的探测。由于相距遥远，所以从地面发往火星和从火星发向地面的无线电信号要用11分钟的时间才能到达目的地，这意味着地面上的科学家和控制人员无法对“索杰纳”的活动进行实时控制，好在“索杰纳”的行动很缓慢。
分析结果表明，“瑜伽熊”的化学组成与“藤壶嘴”不同。它含有大量的镁，而“藤壶嘴”的主要成分是石英。这说明火星上的岩石有多种多样。从7月15日传回的数据看，“瑜伽熊”更像地球上的岩石，年龄也比“藤壶嘴”老。
“索杰纳”接着对与“瑜伽熊”相距10米左右的另一块岩石“斯库比·杜”进行了探测。科学家们之所以对这块岩石感兴趣，是因为它是迄今在火星上发现的第一块白色石头。“索杰纳”探测一块岩石少则需十几个小时，多则几天，而其设计使用寿命只有1周。但目前看来，它的实际使用寿命可达几周以上。
“断线风筝”——“福波斯”号火星探测器
1988年7月7日和12日，前苏联发射成功“福波斯1”号和“福波斯2”号两个火星探测器，开始新一轮探测火星及其卫星火卫1的活动。
该种探测器重4吨，装有各种科学仪器，并配有无线电太阳能电池板、姿态推力装置、电视摄像机等。它们能在太空飞行200天后，到达接近火星的轨道，在距火卫1几十米时，释放出一个永久性自动站，对火卫1进行460多天的科学考察，以便为将来登上火星探明道路。
可惜的是，在1988年底，“福波斯1”号在宇宙空间已失去联系，不知去向。而“福波斯2”号则在1989年1月29日飞临火星，进入绕火星飞行的轨道，开始对火卫1进行考察活动。但到3月27日，“福波斯2”号又出现故障而停止工作。这项探测火星的任务失败。
夭折的“观察者号”火星探测器
1992年9月25日，美国用“大力神3”型火箭发射成功一个“火星观察者号”探测器，从而拉开了人类全面探测火星的序幕。与此同时，这也是美国17年来首次发射专用于探测火星的航天器。它将从火星轨道上测绘火星和记录天气情况，寻找可能供机器人和人类的着陆地点，以及生命存在的线索。
“火星观察者”号探测器示意图
资料显示，该探测器重25吨，携带有7部仪器。该探测器将对火星进行长达687天的观测考察。而该探测器的任务则在于绘制整个火星表面图，预告火星天候，测量火星各种数据，进一步揭示火星上有无处于原始阶段的生命现象，为未来人类移居火星探寻道路。但是1993年8月21日，“火星观察者”号探测器突然与地面失去联系，不再发回信息。这次探测令人失望地夭折了。
“火星观察者号”探测器价值511亿美元，加上发射费用和操作费用等总计高达891亿美元。这个探测器发射后，要飞行11个月，行程72亿千米，才能到达火星。
据科学家们估计，如果“观察号”火星探测器工作一切正常，该探测器每天可向地球传回大约10亿位的数据，而整个探测任务要传回约6000亿位的数据，相当于除“麦哲伦”号金星探测器外所有行星探测发回的总和。科学家们还指出，该探测器携带的仪器采用的是前后合作的工作方式，它可以从不同角度测量同一物体。但故障的出现注定使这一切希望只能寄托到下一个火星探测器的发射。
“火星极地着陆者”号的失利背后
1998年12月11日，美国发射了“火星气候”探测器，在随后的1999年1月4日又接连发射了“火星极地着陆者”号，二者被称为一对姊妹探测器。之所以这么讲，“火星气候”探测器示意图
是因为它们有一个共同的任务，那就是到火星上找水。
1999年9月23日，价值125亿美元的“火星气候”探测器进入了火星的大气层，慢慢地靠近那颗火红的星球。但遗憾的是，“火星气候”探测器突然之间变成了一团大火球，并在转眼之间烧得一干二净。原来，工作人员在给“火星气候”探测器输入数据时所用单位不一致，导致其测量距离时厘米和英寸混淆，使轨道器飞得过于靠近火星。轨道器随后因温度过高而起火，并脱离轨道坠入火星的大气层。
于是，在人类公元纪年的第二个千年里，“火星极地着陆者”号便成为人们探测火星的最后希望。
“火星极地着陆者”号探测器“火星极地着陆者”号采用了与“火星探路者”号许多相似的设备，如它的气动外壳、计算机及降落伞等。但它的照相系统、太阳能帆板等都有所改变。
这次，“火星极地着陆者”号携带了一个重16千克的一体化科学有效载荷，包括来自于“火星探路者”号及一部分俄罗斯激光雷达上的照相及天气勘测系统。除此之外，它还安装有一个麦克风，可将火星上各种声音传回地球，使人类不仅看到火星的图像，也能听到火星上狂风怒吼的声音。这将是地球上的人类第一次听到外星球上的声音。
在这个价值165亿美元的探测器上，麦克风与其他仪器设备不同，因为它是由私人资助的，并没有明确特定的科学任务。为了使这个麦克风能在拥挤的着陆器上占据一席之地，美国行星协会的会员捐赠了5万美元。该装置的体积只有豌豆的1/2左右，能够以相当于电话的质量录制声音，但整个麦克风的重量还不到60克。
此外，“火星极地着陆者”号还携带了两个重要的新系统——18米长的采样手臂和高温气体挥发分析仪。采样手臂将用于挖一些约06米深的沟槽，而安装在手臂上的一架相机则将拍摄到地质层的图像，以便揭示火星南极的土壤层历史。该采样手臂有一个肘关节，可以准确有力地进行挖掘土壤的工作。而手臂上的相机则可拍摄高分辨率的特写镜头，以精确描述冰或地质晶体。该手臂将提供8个样品给气体分析仪，由其将这些物质焙干并对释放出的气体进行分析。
值得一提的是，着陆器上携带了两个“深空2”号微型探测器，它们将以650千米/时的高速，像两根长矛一样深深刺人火星地表，用以寻找水分。而每个“深空2”号探测器将完成20分钟的表面样品和水的探测试验，并完成两天的土壤温度和气候的监测任务。
“深空2”号是美国宇航局新千年探险计划的一部分。而事实上，新千年探险计划是美国宇航局为未来的外层空间征服乃至移民计划做准备而开展的一系列测试活动。为了保证“深空2”号成功，在同火星部分地形接近的莫加维沙漠进行了长达4年的模拟试验：从高空飞机上用高速空气喷枪向地面发射电子设备，以检测其撞入地面的抗震力和可行性。经过20次失败的尝试后，终于设计出了可以承受巨大冲力的探测器模型。根据模拟试验的数据，这些探测器撞入火星时要承受的撞击力是重力的6万倍。
“火星极地着陆者”号在离火星63千米左右时就开始拍照。它采用一架小型相机，刚开始能辨别75米大小的物体特征，当降到距表面1千米高度时能分辨清楚15米的物体特征。
科学家们之所以将“火星极地着陆者”号的登陆时间选在1999年12月，此时火星南极地区正好是夏季，这使得“火星极地着陆者”号在90天的任务时间里将能获得连续的太阳能。
1999年12月3日是“火星极地着陆者”号登陆火星的日子，全世界的人们在准备喜迎新千年的同时，也在关注着“火星极地着陆者”号的消息，希望它能够带来一份新千年的惊喜。
一个基本事实是，支持美国宇航局火星登陆计划网站的服务器可以说是世界上最强大的网站服务器系统，但它还是在“火星极地着陆者”号登陆火星南极之际因访问量巨大而几乎崩溃。许多网民非常失望，他们原来希望在网站上看到“火星极地着陆者”号发送回来的那颗红色行星表面的实况播放图像，结果只看到了“服务器过忙”的提示，或者网站干脆不予响应。
比网民们更失望的是科学家，因为“火星极地着陆者”号在进入火星稀薄的大气层后就一直没有向地球控制中心发出任何信息。“火星极地着陆者”号的着陆时间比原计划的下午3时稍晚了一点儿，它应该在下午3∶40发出第一个信号。在网民们徒劳地试图通过遍布全世界的镜像网站观看探测器发回的实时图像时，美国喷气推进实验室的工作人员们却揪心地发现“火星极地着陆者”号完全没有消息。
在接下来的几天里，科学家们不分昼夜地“竖起耳朵”，生怕错过了“火星极地着陆者”号发回来的宝贵信号。有人还设想了一些善意的可能，暗示收到信号只是早晚的事，鼓励人们不要放弃希望。
但随着12月7日最后一次同“火星极地着陆者”号联系未果，美国宇航局的科学家连续5天寻找火星探测器的努力终于宣告失败。这意味着美国已最终失去了耗资165亿美元的“火星极地着陆者”号探测器和近3000万美元的“深空2”号探测器。这是美国继“火星气候”探测器在火星大气层烧毁后，在不到3个月的时间里第二次损失火星探测器。
具有讽刺意味的是，尽管“火星极地着陆者”号在外太空杳无音信，尽管人们已普遍接受“任务已失败”的沮丧结局，但人们却惊奇地发现一个好玩的闹剧，因为人们发现“火星极地着陆者”号已被搬上了互联网拍卖网站的拍卖台。在拍品介绍栏中可以看到如下内容：“真正的‘火星极地着陆者’号：状况良好、干净，在10亿英里外运行正常，热卖价100万美元。”备注栏中还有一条：“最后的价格需征得美国宇航局同意，另外需自己到火星取货！”
在随后进行事故分析时，科学家们认为，探测器音讯全无有3种可能：
一是与太阳能帆板相连的环形巡航级可能因为6个爆炸螺栓中有的没起爆而未能同着陆器分离；
二是3个探测器失败的原因也可能各不相同，负责“深空2”号的科学家认为，“深空2”号的着陆点有一个巨大的陨石坑，可能会使着陆失败，或是信号无法传回；
第三种可能则是由于探测器的着陆过程复杂，可能会在降落伞、防热层和下降发动机等环节上出现错误，使探测器坠毁。
然而，有人指责美国宇航局在事件中出现了一连串行政失误，并做出了许多错误判断。一名知情者透露，“火星极地着陆者”号的减速引擎在建造时根本未能通过测试。该测试结果说明，用于点燃探测器气体燃料的点火器无法在临近火星时的低温状态下有效工作，这个问题将严重影响减速引擎的能力。
由于重新设计和改造的成本过高，一名宇航局官员在得知测试结果后，不仅视而不见，还暗地改变实验数据和温度参数，让人以为减速引擎可正常工作。宇航局高层负责人一直到“火星极地着陆者”号准备在1999年12月3日降落前数天，才得悉有关问题，可当时一切补救措施都无济于事了。
美国宇航局因此受到了各方责难。有批评者针对宇航局多年来引以为豪的“更快、更好、更省”的航天政策，指出人手不足和资金不够是导致火星探测计划一再受挫的主要原因。有专家指出，“更快、更好、更省”的目标不可能同时实现，三者只能取其二。
在接连损失了2个火星探测器之后，美国宇航局计划为今后的火星探测器安装黑匣子，以便在探测器失事时收集关键数据，作为前车之鉴。
美国喷气推进实验室正在研制的这种特殊黑匣子，所能承受的撞击力将比普通飞机黑匣子高三四倍。这种黑匣子的质量将不超过7千克，采用超硬钛金制造，外面包一层通常用于制造防弹衣的材料。黑匣子内部的电子元件不是安装在普通的电路板上，而是嵌在硬度极高的框架里，以提高抗撞击能力。
与普通飞机的黑匣子不同，火星探测器坠毁之后，工作人员不会去寻找黑匣子并把它带回来进行分析，而是向黑匣子发出信号，指令其把记录到的数据发送到卫星，然后送往地面控制中心。
研究人员还将对新型黑匣子的抗撞击性能进行测试，方法是用大炮把它发射出去，观察其受损程度。
人类探测火星的计划总是在成功与失败交替之间进行，而无论成功还是失败，每一次探测的周期都是2年多的时间。因为地球和火星轨道的关系，每26个月才会出现一次最有利的发射时间。
不孚众望的“奥德赛”火星探测器
虽然在1999年美国所发射的“火星极地着陆者”号以失利而告终，但美国似乎拿出了将火星计划进行到底的决心，在随后的2001年4月，美国的“奥德赛”号探测器又启程飞往火星。
事实表明，美国科学家之所以选择在这时发射火星探测器，主要是因为迎来了千载难逢的“火星大冲”——火星与地球的最近距离仅为55756622千米。根据天文学计算，这么近的距离5万年才有一次。
“火星大冲”示意图由于该机遇十分难得，美国和欧洲空间局谁都不甘心无所作为，于是在2003年六七月间，便先后有2个“火星探险漫游者”号和1个“火星快车”探测器从地球奔赴火星，从而使得新世纪的火星探测赛愈演愈烈。
2001年4月7日，“奥德赛”火星探测器在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心顺利发射升空。专家指出，探测器此次的主要任务仍然是在火星上寻找水，以确定在这颗红色行星上是否存在生命，并且探测器将测绘火星表面的化学成分和矿物质，同时寻找火星表面冰冻水的痕迹。
“奥德赛”火星探测器在设计上与“火星气候”探测器大同小异。它上面携带3台科学仪器，其中有2台可用于寻找火星表面或接近表面处的水源，从而使得火星找水工作再向前迈进一步，这2台仪器分别是γ射线光谱仪和热放射成像系统。而第3台仪器则是火星辐射环境试验装置，用于研究辐射可能给载人火星探测带来的危险。
γ射线光谱仪与美国1993年损失的火星探测器——“火星观察者”号上所携带的一台仪器相同，它可以测定火星表面元素构成的全球分布情况、水的分布情况以及接近地表部分的分层现象。它对水非常敏感，但缺点是只能“看透”约1米的深度。
而该探测器上的热放射成像系统可以利用一台相机和一台热红外成像光谱仪对火星矿物进行分辨率相当高的测绘。如果火星沉积物中含有由水载运的物质，就可能使某些岩石物质或土壤结晶成不同的矿物，从而显现出矿物质特征。有的矿物只有在有水的情况下才能形成，所以说只要找到这类矿物，也就找到了火星表面上有水参与溶解和沉积某些此类矿物的又一有力证据。
此外，“奥德赛”还携带了俄罗斯制造的高能中子探测器，它可以详细探测火星的近地表层，用以确定火星地表下2米以内的含水区域，并绘制出这些区域的地图。
为了避免重蹈覆辙，美国宇航局在“奥德赛”身上又多花了数百万美元，致使整个探测计划耗资巨大，开支膨胀到近3亿美元。与以前的项目相比，“奥德赛”项目又增加了数十道监测程序，在给“奥德赛”配备的计算机软件中有22万个参数，一旦某处出错，计算机会立即进行双重检查。
“奥德赛”火星探测器在历经200天、航行46亿千米之后，于2001年10月进入火星轨道。经过长达半年的飞行和数月的轨道调整，“奥德赛”于2002年2月正式开始了对火星的测绘工作。
“奥德赛”号火星探测器示意图事实表明，“奥德赛”探测器并没有让世人失望。“奥德赛”正式工作才一个多星期，就给科学家们带来了惊喜。它的首批观测数据显示，火星表面和近地表层中，可能存在着丰富的冰冻水。其中火星南极下面大约藏有1000万平方千米的冰面，此外在太阳系的最高火山——奥林匹斯火山的山坡上也发现了大量冰冻的水体。火星地表下面冰的厚度大约为20千米，比地球上南极的冰盖还要厚许多。
于是，科学家们推断说，火星地下含冰层的深度随纬度不同而有所差异。在火星南纬60°地区，表面之下60厘米处就是含冰层。而在南纬75°地区，含冰层相对要浅，距火星表面仅30厘米。除此之外，他们还发现，不仅是南半球，火星北半球也有类似的地下含冰层。另据分析，以质量测算，火星含冰层中冰冻水比例可能占到20%～35％。
据初步估计，已发现的火星地下冰冻水融化后的总水量相当于2个密歇根湖。美国康奈尔大学天文系教授贝尔估计，或许这还只是“冰山一角”。
如果这次有关火星冰冻水的研究得到进一步的确认，那肯定会推动人类登陆火星的计划。有了水，登上火星的人生活就容易得多。他们可以将冰化成饮用水，也可以把水的成分之一——氢用作燃料。
探索火星的功臣——“勇气”号火星车
2003年6月10日，美国“勇气”号火星车发射成功。美国宇航局专家们指出，“勇气”号如能不辱使命，那将标志着人类发射的星际探测器自动化程度提升到了前所未有的水平。因为它有自己的大脑、颈、头、眼睛、手臂，甚至还掌握着与人类地质学家所用工具类似的放大镜和锤子。
“勇气”号火星车示意图资料表明，该“勇气”号探测器长16米、宽23米、高15米，重约174千克。它的“大脑”是一台每秒能执行约2000万条指令的计算机，有趣的是与人类大脑位置不同，该计算机在火星车身体内部。
令科学家们感到欣慰的是，“勇气”号寿命已经达到1000个火星日。而专家透露，在它打坐拍出好照片的同时，“勇气”号已经有约200天没有挪地方，它出现在南半球的山地，而那里现在是冬季，太阳在地平线附近，位置很低，而太阳能电池板需要太阳几乎垂直照射才能有效采集能量，因此势必会造成能量采集不足。
资料表明，所谓“颈”和“头”只是火星车上伸出的一个桅杆式结构，距火星车轮子底部高度约为14米，上面装有1对可拍摄火星表面彩色照片的全景照相机作为“眼睛”。2台相机高度与人眼高度差不多，有了它们，火星车能像站在火星表面的人一样环视四周。
值得一提的是，当“勇气”号发现值得探测的目标，它就会以6个轮子当腿，运动至目标面前，然后伸“手”进行考察。火星车的“手臂”具有与人肩、肘和腕关节类似的结构，能够灵活地伸展、弯曲和转动，并且上面带有多种工具。
其工具之一便是显微镜成像仪，它能像地质学家手中的放大镜一样，以几百微米的超近距离对火星岩石纹理进行审视。另外还有穆斯鲍尔分光计和阿尔法粒子X射线分光计，它可以用来进一步分析岩石构成。还有一个相当于地质学家常用的小锤子的工具，能在火星岩石上打出直径45毫米、深约5毫米的洞，为研究岩石内部提供方便。
而“勇气”号探测器的能量来源是依靠餐桌大小的太阳能电池板，在理想情况下它每天最多可在火星上漫步20米，它的观测预计持续90个火星日（相当于地球上的92天）。
科学家指出，“勇气”号火星探测器是迄今人类遣往其他行星上第一个可以移动的、自动化的大型实验室。有科学家说：“我认为这是人类在火星探测方面向前迈出的一大步。”
一个可喜的成果是，“勇气”号现已测量出了火星上的温度，并且得出火星上的岩石温度要比由细小颗粒构成的物体温度低。那里目前白天最高温度约为5℃，而最低温度则约为-15℃，并且勇气号还首次对火星土壤进行了取样分析，获得了一批宝贵数据。并且科学家惊讶地发现，火星土壤里含有一种名叫橄榄石的化学物质，而其形成通常与火山爆发有关。此外，科学家还在“勇气”号传回的土壤数据中发现了其他一些熟悉的化学元素，如铁、硫、氯、氩、镍和锌等，其中镍和锌属于首次发现。他们据此推断，火星表土可能是由一层颗粒较细的火山岩组成的。
在随后的日子里，“勇气”号火星车还成功地在一块玄武岩类岩石上钻出一个小洞。这是人类火星探测史上的首次岩石钻孔。它花了3小时，用机械臂上的磨具钻入一块名为“阿迪朗达克”的岩石，钻出的洞深27毫米，直径45毫米，用以分析火星过去的地质构造。接下来，它利用显微成像仪拍摄了岩石的显微照片。
截至2004年2月10日，“勇气”号已在火星表面行走了212米，打破了“旅居者”1997年创下的单日行走7米的纪录。2004年2月16日，“勇气”号再次刷新了纪录，走了275米。
在随后的一天里，“勇气”号还将机械臂伸到火星表面的一道浅沟里，用以寻找那里是否曾经有水的线索。
2004年3月5日，“勇气”号第一次找到火星上曾有水存在的证据。它对一块名为“哈姆佛雷”的岩石进行钻孔。而后，科学家们在分析矿物质成分后认为，该岩石在形成过程中或刚刚形成之初曾有水渗入，矿物质随水分进入岩石，形成结晶并留在岩石内部。
在随后的3月11日，“勇气”号从火星上拍摄到了地球的照片。这是人类首次获得从其他行星表面拍摄到的地球照片。照片拍摄于日出前1小时，其上的地球是一个“明亮的圆点”。
后来，“勇气”号又拍到了的另一张照片记录到一条又窄又短的光迹。科学家们在分许后认为这可能是一颗流星，但也有可能是20世纪70年代升空的“海盗2”轨道探测器——它在完成探测使命后一直在围火星旋转。此外，它还拍到距地球约1500光年的猎户星座中多个明亮的星体。科学家指出，拍摄天文照片并不在火星车的主要使命之列，但这些照片有助于研究夜间火星大气中的灰尘和水汽含量。
2004年4月1日，科学家再次宣布，“勇气”号在其着陆区又发现了火星上过去可能有水的新证据。它在对一块名为“马扎察尔”的火星玄武岩进行探测时发现，该岩石外部被多层不同的尘埃所覆盖。这一发现强有力地表明，古谢夫区域曾有自己的水源供应。不过曾在古谢夫存在过的水很有可能是地下水，并且水量也许没有“机遇”号着陆的梅里迪安尼平原曾有过的水多。
关于“勇气”号的近况，美国宇航局太空网已在2009年5月作出报道，美国宇航局的“勇气”号火星车在火星上遇到了跟地球上的车辆遇到的类似问题——它陷进了软软的沙地里，不管轮子怎么旋转，身体就是动弹不得。
在最近的一次操作尝试中，“勇气”号上5个仍可以旋转的轮子深深地陷入了火星土里，目前大约已经有半个轮子陷入地下。该火星车的科研组工程师和科学家已经暂时停止运行“勇气”号，开始研究该火星车周边的地形，打算在加利福尼亚州帕萨迪纳美国宇航局喷气推进实验室利用一个试验车进行驱动选项模拟实验，以便帮助它解脱困境。
事实上，“勇气”号现在的陷入情况使科学家感到非常担心，现在它的腹部已经陷得很深，该车的底盘可能已经接触到下方的岩石，如果真是这样，他们担心火星车在自救过程中底盘与下方岩石相撞，如此一来，会使问题变得愈发复杂。3年前“勇气”号正前方的一个轮子停止运转。从那以后这个六轮火星车为了避开这个问题，一直坚持倒着运行。
拖着或说推着一个不再旋转的轮子，利用剩余5个轮子运行，给“勇气”号克服目前面临的处境带来了巨大挑战。
风格迥异的“凤凰”号火星探测器
2007年8月，“凤凰”号火星探测器从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射成功。后于美国东部时间2008年5月25日19时53分（北京时间5月26日7时53分），在火星北极成功着陆。
“凤凰”号火星探测器示意图
着陆探测器取名“凤凰”，寓意“浴火重生”。美国宇航局在介绍材料中说，“凤凰”号实际上脱胎于以前一个夭折的火星探测器项目，其中的许多组件都被再利用，成为“凤凰”号的基本构架。另外，“凤凰”号设计人员还借鉴并改进了1999年在火星着陆后下落不明的“火星极地着陆者”探测器的一些设计。宇航局说，希望在前辈基础上“重生”的“凤凰”号能不孚众望，在火星探测中有更多的重大新发现。
该“凤凰”号火星探测器长55米，宽15米，共有3条腿支撑。将来成功着陆火星后，它将展开两扇太阳能电池板，在火星上开展一场“前所未有”的探测。它具备很强的科研能力，携带了一整套专门研制的作业工具和先进的科研分析仪器，科研设备重达55千克。
“凤凰”号上的7种探测工具：
（1）机械挖掘臂。它长达235米，可以垂直向下深挖到火星地表下半米处的土壤，并将样本递送到2部分析仪器中。
（2）机械臂照相机。安装在机械臂末端的挖掘铲上，可以拍摄土壤以及土壤中冰的特写图像。
（3）热量和释出气体分析仪。它可将土壤样本放在一个微型烤箱中加热，并测量随着温度上升，样本中水蒸气、二氧化碳及挥发性有机物的变化。
（4）显微镜以及电化学和传导性分析仪器。显微镜主要用于分析矿物颗粒样本，它的分析细度可达到一根头发的千分之一。电化学分析仪用于分析一些化学特性，如是否有溶解的盐分存在、土壤酸碱度等。位于机械臂上的传导探测器则可以检查土壤的热量及电传导特性。
（5）立体照相机。绑在“凤凰”号的一根桅杆上，可拍摄着陆点地形的高清晰度彩色立体图像。
（6）气象站。由加拿大宇航局提供，它可以监测火星大气层的尘埃、温度等变化。
（7）火星降落成像仪。可在着陆时动态拍摄火星着陆位置的地质情况。
此前的火星探测结果表明，这颗红色星球如今虽然干燥、贫瘠，但远古时期很可能遍布河流与海洋。科学家相信，火星上很可能有过某种形式的生命存在。“凤凰”号项目专家希望能在火星北极寻找到有价值的新线索。
按计划，“凤凰”号将在火星实施为期90天的探测任务，以对这个红色星球之前尚未探测过的北极地区展开勘测，据认为此处可能有大量冰藏在地表下面。
资料表明，该“凤凰”号整个项目耗资约42亿美元。这是美国宇航局名为“侦察”的低成本火星探测计划发射的第一个探测器。如果“凤凰”号成功在火星着陆并展开探测活动，这将是自30年前“海盗”号火星探测器在火星上钻孔探测之后，人类探测器再次将探测范围延伸到火星地表之下。
“凤凰”号与目前在火星上经历尘暴考验的美国“勇气”号和“机遇”号火星车风格迥异。2004年登陆火星的这对孪生火星车，作业方式是在火星靠近赤道区域的表面漫游，而“凤凰”号将会采取在火星北极地区“蹲点”的方式，固定在一个地方不动。
“凤凰”号的着陆地点设在纬度同地球格陵兰或阿拉斯加州北部相当的广阔浅谷。与利用安全气囊反弹到降落地点的姊妹火星漫游者“勇气”号和“机遇”号所不同的是，该着陆器是利用反冲火箭下降的，如此一来，能更加准确地降落在预定地点。这种推进降落方法也更适用于更加沉重的飞船降落，美国宇航局需要利用这种方法支持可能的人类火星探索。据称，“凤凰”号在火星表面着陆的成功率并不高。从历史上来看，55%尝试着在火星表面降落的努力都以失败而告终，而“凤凰”号利用的着陆方法已经有32年没有尝试过。
待该探测器成功着陆后，重约772磅（约合350千克）的“凤凰”号将在原地等候15分钟，待着陆掀起的尘埃物质落定，地面控制中心才将展开它的太阳能电池板，升起气象天线杆，将周围环境的第一批照片传回地面。在接下来的几个火星日，“凤凰”号将检查机载仪器，伸展机械臂铲起第一堆火星土壤样本。资料显示，一个火星日约比地球上的一天长40分钟。在度过第10个火星日之前，“凤凰”号将进入“挖掘”阶段，每天有2小时用来挖土壤，科学家们预计这个阶段将占据此次任务的绝大部分时间。
“凤凰”号的设计寿命为90天，尽管科学家表示“凤凰”号的使用寿命可能会延长1个月左右，在晚夏或初秋继续看到它的身影，不过它在火星上探测的时间绝对不会有“勇气”号和“机遇”号那么长。这是因为“凤凰”号上的太阳能电池板不能产生足够多的能量，令其安然度过火星冬天。
一个可喜的成就是，美国航空航天局科学家20日正式宣布，“凤凰”号火星着陆探测器在着陆地点附近挖到的发亮物质是冰冻水，从而证实火星上的确存在水。这也是人类通过探测器在地球以外首次获得冰冻水样本。
2008年6月15日，“凤凰”号探测器在挖掘火星表面的红土时发现了一些发亮的小方块，在阳光的照射下，4天后这些小方块消失了。
据介绍，科学家已经排除了这些小方块是干冰或盐的可能性。因为盐不会蒸发；而二氧化碳需要更低的温度才能变成固态（干冰）。在“凤凰”号着陆地点目前白天的温度大概是-32℃，晚间是-80℃。在火星稀薄的大气中，干冰需要更低的温度。彼得·史密斯说，在火星上，水的沸点只有4℃，水在很低的温度下就会迅速蒸发。
美国航空航天局科学家同时透露，“凤凰”号机械臂2008年6月19日在挖掘时碰到了坚硬的表层，科学家判断这很可能是更大的冰层。
科学家称，他们要探索的真相不仅仅是在火星上找到水，还要探寻火星上的矿物质、化学成分和有可能的有机化合物。
截至6月29日，原计划运转3个月的“凤凰”号火星探测器已经工作了127天。因火星公转的原因，“凤凰”号着陆点的太阳照射越来越少，随着太阳能的逐步衰减，“凤凰”号的活动将逐渐减少。科学家表示，10月底，因为电力不足，机械臂将停止工作，2008年年底“凤凰”号停止运转。在能量耗尽前，科学家将尝试开启“凤凰”号上的麦克风，期望记录下来自火星的神秘声音。
“机遇”号火星车成果日程表
“机遇”号是美国宇航局2003年火星探测计划的一个组成部分。资料表明，该计划的主要目的是将“勇气”号和“机遇”号两辆火星车送往火星，对火星这颗红色行星进行实地考察。
2003年6月25日，“机遇”号发射成功，并于2004年美国东部标准时间1月24日登上火星。
事实证明，“机遇”号同样不孚众望，在火星期间获得了一些重要成果。例如，在火星轨道上已发现火星表面存在碳酸盐。
“机遇”号火星车示意图“机遇”号火星车日程一览表：
（1）2004年1月30日，它在着陆点附近发现了火星曾经有水存在的初步证据。“机遇”号利用小型热辐射光谱仪发现了可能存在赤铁矿的线索，而这种矿物通常在有液态水的环境下生成。这将说明火星上从前比现在更“湿润”，适合于生物生存。
（2）2月4日，科学家宣称，“机遇”号在火星上发现了一种非同寻常的“混合物”。该物质由土壤、沙粒和一些很圆的卵石组成。这一发现引起科学家的极大兴趣。照片显示的卵石为什么那么圆？这些混合物究竟意味着什么？这项新发现是否证明火星曾一度温暖潮湿过？科学家们认为目前要回答这些问题还为时尚早。但“机遇”号的新发现，特别是那些圆圆的、个头不小的神秘卵石，无疑更激起了科学家们探究火星上水源线索的好奇与热情。
（3）2月5日夜间，“机遇”号进行了首次行走，为寻找那里曾存在水的证据迈出了重要一步。它当日走了约305米，途中进行了土壤分析研究。事实上，此次行走的目的地是离着陆舱约46米的一处外露岩床。后来，“机遇”号于2月6日抵达那里，进行了取样分析研究，目的是确定岩石中赤铁矿的含量。
（4）2月8日，“机遇”号传回这处火星岩床的显微照片。这处名为“斯努特”的岩床位于着陆点附近的一个浅坑区。科学家认为，它是火星地质史的缩影，对其进行研究很可能找到火星上曾经有水存在的线索。“机遇”号还使用机械臂上的光谱仪研究了岩床的成分。次日，美国航宇局在解释“机遇”号动态时指出，“机遇”号正在仔细“端详”“斯努特”上镶嵌的小石球。而该照片显示，这些小石球像“蛋糕上的蓝莓果”一样镶嵌在岩床上。科学家们在对这些石球的成因进行种种猜测后得出3种假设：一是火山喷发时飘浮在空中的火山灰互相粘在一起结成石球；二是火山熔岩冷却时生成石球；三是某种液体（很可能是水）带着溶解的矿物质流经火山岩石时生成石球。科学家们认为如能证明“蓝莓果”的形成与火山喷发无关，则会大大增加火星上曾经有液态水存在的可能性。
（5）2月11日，“机遇”号火星车发回了令“科学家们激动不已”的火星岩层图像。该图像显示，火星岩层并非像笔记本那样总是平行，如从某一角度细看，岩层有时相互交错。科学家们分析后认为：“这些不平行的线条可能因火山活动、风或水的作用形成。”
（6）2月19日，“机遇”号在火星土壤中发现一种神秘的发光圆球。虽然还不清楚发光的具体原因，但科学家肯定其绝非单纯的光学效果。2月22日，它又发现神秘的线状物。
（7）2月24日，“机遇”号成功地对火星表面一块坚硬的岩石钻洞，并拍摄了洞内的细节。
（8）3月11日，“机遇”号拍摄到了火卫1遮挡太阳的火星日食照片。这将帮助科学家确定火卫1的飞行轨道，以便让目前绕火星飞行的轨道探测器对其进行近距离观测。此前，它还拍到了火卫2遮挡太阳的火星日食照片。从地球上看，天空中月亮和太阳的圆面大小几乎相同，因此在日全食时，月亮几乎可以完全遮住太阳圆面。而火星比地球距太阳远，在火星上看到的太阳只有地球上看到的约2/3大。但火星的卫星非常小，因此在火星上看日食时，火星的卫星只能遮住不到太阳圆面的1/2。
（9）在随后的3月23日，美国宇航局根据最新探测结果显示，火星表面过去可能部分为咸海所覆盖。这一结果为火星上可能曾存在支持生命的环境提供了新证据。并且，“机遇”号对着陆区域附近岩层形状和岩石中所含某些化学元素进行的探测表明，其中一些岩石可能是在缓缓流动的一片咸水底部形成的。火星车项目首席科学家斯奎尔斯指出，“机遇”号停靠的位置，过去可能是一块咸海的海岸线。不过，该科学家也强调说，根据“机遇”号目前搜集到的线索，尚无法判断该区域何时存在过液态水，究竟被液态水覆盖了多长时间以及咸水区面积到底有多大。这些都要进行进一步探测才能给出答案。
（10）4月17日下午，安装了升级版电脑软件的“机遇”号在火星上创纪录地行驶了近3小时，跑完一个马拉松式的长途，轻松驶出1409米，创下人造火星车在火星上单日行车距离的新纪录。这大大超出它自己此前保持的火星单日行车里程纪录，也大于“旅居者”火星车1997年在火星上考察3个月行驶距离的总和。在结束这次长途旅程后，“机遇”号在火星上的累计行驶里程达到6277米，突破了600米大关。
（11）4月26日，“机遇”号完成第90个火星日的探测，步“勇气”号后尘，一举通过所有“考核标准”。孪生火星车探测计划至此正式宣告取得圆满成功。科学家和工程师事先设立了一系列硬指标，作为判定2辆火星车联合探测计划是否成功的依据。按照规定，除行驶总里程至少达到600米外，每辆火星车都要至少工作90个火星日（约相当于地球上的92天），至少造访8个不同地点，并必须拍下周围环境的立体和彩色全景照片。
后经过6周的长途跋涉，“机遇”号驶到了一个露天足球场大小的环形山边缘。这个名为“持久”的环形山直径约130米，据估计最大深度在20米以上。这里潜在的科学探测价值对火星车构成了“诱惑”。在5月6日的一次新闻发布会上，科学家们公布了“机遇”号从坑边拍摄的坑内彩色全景照片。“机遇”号着陆后，有近2个月时间一直在较浅的“小鹰”环形山中活动，对其中的裸露岩石等进行探测，并帮助科学家得出了该区域曾被一片早已蒸发光的咸水覆盖的推断。但咸水蒸发前火星上到底有过什么样的环境，在该环形山中却找不到相关证据，因为它深度太浅，还不到3米。对“持久”环形山的探测可能有助于回答这个问题。
爬出“小鹰”后，“机遇”号开了近800米才到达“持久”边缘。照片分析显示，这个大环形山内壁嵌有多层裸露岩石，一些岩石位于高约5～10米的峭壁之上，所处深度比“小鹰”坑内的裸露岩石要深，或者说年代更为久远。6月4日，宇航局宣布，科学家们就让“机遇”号冒险驶入该环形山达成了一致。6月8日，“机遇”号正式开始尝试进入环形山内。进入后，“机遇”号将首个探测目标锁定为一块名为“田纳西”的扁平岩石，并成功地在这块岩石上打出了一个洞。
（12）6月8日，科学家透露，“勇气”号在古谢夫区域新刨出了一条沟，并通过对沟中土壤的分析发现了该区域过去曾存在过水的新证据。阿尔法粒子X射线光谱仪的探测显示，在新挖的这条沟内，土壤中矿物盐含量相对较高。光谱仪在土壤中发现了硫和镁存在的迹象，而且含量在沟内不同位置保持同步变化。这意味着2种元素有可能以硫酸镁的形式存在。对此最可能的解释是水从表面之下渗出，溶解出矿物；当接近表面的水蒸发后，就会留下浓缩的盐。科学家还强调，这一发现提供的证据比“勇气”号1月3日着陆以来在其他任何地方发现的证据都更具说服力。科学家介绍，“勇气”号在火星上驰骋了32千米后，离一群小山越来越近。
（13）6月25日，美国宇航局公布了“勇气”号拍摄的被称作“金壶”的火星岩石照片。这块岩石含有赤铁矿。赤铁矿通常在液态水环境下生成，但火山作用也可能会形成这种矿物。科学家们表示，“金壶”中的赤铁矿究竟是如何形成的，他们尚未找到真正的线索。
据专家透露，在“勇气”号和“机遇”号探测计划的实施过程中，宇航局投入的经费和评估测试的严格程度都超过从前，总共耗资约82亿美元，但还是出了故障，今后还不知会有什么不可预知的各种突发情况。由此可见，探测火星非常不容易。
“七拼八凑”的“火星快车”
“火星快车”的轨道器示意图
在美国火星探测计划再度兴起之时，世界其他国家也在抓紧时间向着那颗红色的星球“奔进”。于是，一些欧洲国家适时地推出了“火星快车”计划，该计划极可能令人类首次取得火星地底泥土样本。
资料显示，该“火星快车”计划包括一个名为“火星快车”的轨道器和一个名为“猎兔犬2”号的着陆器。
2003年6月2日，“火星快车”在哈萨克斯坦的拜科努尔发射场由俄罗斯的“联盟”号运载火箭发射升空，预计将在2003年12月25日圣诞节当天到达火星。
“猎兔犬2”号的着陆器示意图值得一提的是，考虑到探测计划耗资庞大和欧洲国家的经济实力，“火星快车”的设计、建造和发射计划均吸取了以往火星探测的经验和教训，采取广泛的国际合作、已有研制设备的再利用等方式，以最大限度地降低费用开支。如以竞标的方式把总体研制合同交给法国马可尼—马特拉空间公司，不用“阿里安”火箭而用俄罗斯“联盟”号进行发射。除此之外，“火星快车”的仪器组成更是来自五湖四海：德国的立体摄像机，法国的地质地图仪，意大利的大气探测仪，意、美合作的探测水下情况雷达装置，英国的登陆器等等。
更值得一提的是，“火星快车”在登陆火星时搜集样本的“岩芯取样器”是由中国香港的科研人员研制的。届时，“火星快车”的机械臂将伸出太空钳，钳上的捣碎机会钻开泥土表层抽取样本，这时，钳内的显微镜也会探入泥土内查看有无生物化石。该太空钳是香港科学家根据力学原理持钳效应发明的，它利用作用力和反作用力，解决了在无重力状态下固定物体的难题，而有趣的是，这最初的创意竟来自一位牙医的灵感。
目前为止，该“火星快车”已检测出火星中的甲烷含量及火星上有水的大量证据。除了科学方面的任务，“火星快车”还提供地球与其他国家部署的登陆车之间的通信中转服务，由此成为国际火星探索工作的枢纽部分。
行星
行星，通常指自身不发光的球体，环绕着恒星运转的天体。一般来说行星需具有一定质量，行星的质量要足够的大（相对于月球） 且近似于圆球状，自身不能像恒星那样发生核聚变反应。2007年5月，麻省理工学院一组太空科学研究队发现了宇宙中最热的行星（2040℃）。而2010年经后续观测证实编号WASP-33b行星的温度竟高达3200℃！火星探测成果，火星也是一颗类似地球的行星，比地球小。它的半径是053倍的地球半径，质量是011倍的地球质量，密度为地球密度071倍。它绕太阳公转周期为687天，平均运行速度每秒2411千米，离开我们约9000万千米，所以是地球的另一个近邻。火星和地球一样也自转，且速度和地球速度几乎相等，自转一周为246小时，因此火星上1天和地球上1天极相似。多少年来，火星一直是人类心目中最富传奇色彩的行星。在火星是否有过生命存在，是科学家们不断猜测和争论的问题。
火星上确实存在着大气，虽然和地球相比，它的大气层很稀薄。但那里的气候一度比较暖和，有过水及河流。俗话说，水就是生命，因此现在还很难说火星上没有生命。在火星表面那些具有足够热量的地方，生命有可能延续下来。总之，我们对火星了解很少，猜测、争论还缺乏有力证据。发射自动航天器对火星进行探测，揭开火星奥秘是解决人们对它争论的唯一办法。
美、苏两国为探索火星，都作出了举世瞩目的努力。1971年5月30日，美国成功发射了“水手9”号探测器，并在同年的11月13日成为美国第一颗人造火星卫星。“水手9”号探测器绕火星飞行时拍摄了7000张照片并做了大批光谱测量。这些照片证实火星表面呈现许多陨石坑，也发现若干火山。火山之一奥林匹斯山高为26000米，约为珠穆朗玛峰高度的3倍。科学家从这些高分辨率照片上还发现火星表面的一些地区，有一些类似四角金字塔的“建筑群”，在火星的南极地区专家们又发现几何构图十分方正的结构体，这不禁提出一个扣人心弦的问题：火星上是否有高级智慧生物生活过？有些研究火星照片的专家，提出这些结构体系人工建造的大胆设想；另有一部分研究人员面对火星照片上这些令人难以置信的“建筑群”，作出了非人工建造的结论。他们认为这些结构体都是自然形成的物体。科学家们对火星的奥秘，继续进行着猜测和争论。
1975年8月20日和9月9日，美国又先后发射了“海盗1”号和“海盗2”号自动探测飞船，并分别在1976年6月19日和8月7日进入了火星轨道。专门用于研究火星生命的这2个探测飞船的着陆舱则分别在同年7月20日和9月3日在火星表面实现了软着陆。着陆舱从火星表面向地球传送了它拍摄的火星图像；自动实验室化验了火星土壤。母船在火星轨道上对火星进行观测，绘制火星表面地形图。“海盗1”号探测器也拍摄到了类似埃及金字塔的“废墟”。在“金字塔城”东侧9千米处竟还发现了形状类似于人类的石质结构体以及奇特的黑色圈形构成体。
1971年5月19日，前苏联发射“火星2”号自动探测飞船，同年11月27日成为前苏联的第一颗人造火星卫星；紧接着，1971年5月28日，前苏联又发射“火星3”号探测飞船，其着陆舱从探测飞船本体分离后于12月2日在火星表面软着陆。其后，前苏联又多次发射火星探测器，其中“火星5”号、“火星6”号和“火星7”号进入火星轨道后，拍摄了大量照片，获取了火星大气资料。
美国的一大批科学家对“水手9”号、“海盗1”号和“海盗2”号等探测飞船拍摄的火星表面照片和收集的土壤化验数据进行多年研究后认为，在火星的两极有水，在其表面也有水；离表面08千米深处可能还有液态水。火星的水比人们曾估计的要多得多。探测到的信息还确定，在火星上发现了尘旋风，高达05~7英里，这说明太阳足以使火星大气变暖并显著地升温。
火星有两颗小卫星，火卫1和火卫2，它们是1877年首次被发现的。1971年“水手9”号探测飞船成功拍摄了火卫1的照片。“海盗”号探测飞船又分别从89千米和23千米距离外给火卫1和火卫2拍了照片。两颗卫星都像是患病的土豆，奇特的形状可能是由于他们被陨石轰击所造成的。火卫1直径22千米，距火星表面7570千米，它像被咬过一口，这个缺口就是斯蒂克尼火山口。火山口直径11千米，占据了半个火卫1。火卫2直径只有11千米，距火星表面20700千米。火卫1和火卫2外形都呈椭球形，长轴永远指向火星，为观察火星提供了极好的姿态。它们的轨道接近火星赤道，近似整圆。火卫1离火星这样近，绕火星1周只需要7小时39分钟。倘若站在火星上，就会看到这个“月亮”从西边升起，以4个半小时的时间迅速地飞越天空，其形状不断地变化着，在东边下山后6个半小时又匆匆从西边出现。火卫1和火卫2的引力很小，如果一个人在地球上能跳起15厘米高，则他在火卫1上能跳起244米高，而在火卫2上能跳457米高。
火卫1表面覆盖着一层粉末，从太阳系诞生以来就是如此。火卫1的年龄、起源和物质以及岩石的特性将为揭开太古年代的秘密提供线索。因为它类似于碳质球粒状陨石类小行星。前苏联发射的“福波斯”号火卫1探测器，虽然通信中断，但在通信中断前也向地面发回一组火卫1照片。专家们从照片得知，火卫1表面的物体近似于一种含碳球陨石，且表面成分很不均匀，其矿物层中含水量比设想的要少。火卫1白天温度约27℃。
有的科学家认为，火卫1可以充当人类在火星上着陆的转运站，因此火卫1已经引起人们浓厚的兴趣。有人猜测，除了月球以外，人类将要攀登的天体首先可能不是火星，而是火星的卫星火卫1或火卫2。
火星大气层
与地球相似，火星周围也笼罩着大气层。火星大气层的主要成分是二氧化碳，其次是氮、氩，此外还有少量的氧和水蒸气。火星大气层与地球大气层都有氮存在，这是火星与地球最大的相似之处。 火星大气的密度不到地球大气的百分之一，表面大气压500～700毫帕。火星大气温度垂直分布与地球不同：由表面至50千米高度。
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