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太陽から四番目の惑星。赤い惑星とも呼ばれ、その血のように赤い色から戦争や不吉の前触れと考えられるなど、昔から人類との関わりの深い惑星である。白い極冠、火山、深い峡谷、砂漠などがあり、地形は太陽系の中で地球に次いで複雑である。大きさは地球の約半分で、地球と組成のよく似た岩石のマントルがあり、中心核は酸化鉄でできていると考えられている。密度は地球の２／３であるが、金属の含有量がほとんど無い岩石であるため、質量は地球のわずか１／１０しかない。
火星の表面は、赤道面に対して３５度の傾斜角度で北部と南部に大別され、それぞれ異なった性質を持っている。北部は、クレーターの少ない比較的新しいなだらかな火山性の平原が中心となっている。南部は、無数の巨大な衝突クレーターで覆われている古い地形が中心となっている。ヘラス、アージャイル、イシデスのような巨大隕石の衝突で生じたと思われる大きな衝突クレーターがある。
自転軸が２５．２度傾いているので、火星には地球と同じように季節の変化がある。しかし公転周期が長い（約６８７地球日）ため、火星の季節はいずれも地球より２倍も長い。火星が赤く見えるのは、地表面に含まれる酸化鉄のためである。
火星には二酸化炭素を主成分（９５．３％、その他に窒素とアルゴン）とする薄い大気があるが、低温、低圧であるため、二酸化炭素や水蒸気が凍結してドライアイス（二酸化炭素の氷）や氷となる。北極の氷冠は主に凍った液体の水であるが、南極の氷冠はドライアイスで出来ていると考えられている。
火星では大気の強い流れが砂(塵)嵐を起こし、時折惑星規模に拡大する時がある。この嵐が起こりやすいのは、火星が太陽に一番近づいた直後である。
１９世紀の天文学者パーシバル・ローエルは、火星の表面に見える線状模様から、火星には乾燥した砂漠に水を引く運河を築く高度の文明が存在すると考えた。しかし、２０世紀後半の火星探査機の探査により、それは空想に過ぎないことが分かった。同時に、探査機が送ってきた画像により、火星にはかつて液体の水が豊富で湿り気があった時期が存在し、地球と同じように生命が誕生したのではないかと考えられるようになった。
２１世紀には､火星のサンプルを地球に持ち帰るミッションも計画され､ 有人探査も実現するであろうと考えられている。このように､火星は惑星探査は人類の新しい未来を切開く意味で重要なミッションであり続けるであろう。
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| 太陽からの平均距離 |
２億２７９４万ｋｍ |
| 半径 |
３３９７ｋｍ |
| 質量（地球＝１） |
０．１０７ |
| 密度（水＝１） |
３．９ |
| 表面重力（地球＝１） |
０．３８ |
| 平均軌道速度 |
秒速２４ｋｍ |
| 公転周期 |
６８６．９８地球日 |
| 自転周期 |
２４．６３時間 |
| 公転軌道面傾き |
１．９度 |
| 自転軸の傾き |
２５．２度 |
| 表面温度 |
−１２０〜２５℃ |
| 大気の成分 |
二酸化炭素（９５．２％）、窒素（２．５%）、アルゴン（１．６％）酸素
（痕跡成分として） |
| 地表の気圧 |
地球の０．７％ |
| 衛星 |
フォボス、デイモス |
宇宙開発事業団提供 |
火星内部
内部構造：地球の約半分の大きさで、小さなサイズの惑星であることから、内部は冷却されていると推測されています。岩石と金属が主な成分で、地殻の下のマントルは酸化鉄に富んだケイ酸塩からなり、核は鉄・ニッケルの合金と硫化鉄からなっています。
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タルシス・リッジ
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赤道地域の西側に幅８０００ｋｍの巨大火成ドームのタルシス・リッジ（高原）がある。そこには、高さが２０ｋｍ以上の三つのつの巨大な火山、アスクラエウス、パボニス、アルシア（画面上から）が連なっている。太陽系の最高峰オリンパス山は、タルシス・リッジの西端に聳えている。画面下に見える東西に延びる地形は、マリナー渓谷である｡
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マリナー渓谷
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火星の赤道地帯を東西に走る長さ５０００ｋｍ以上の大峡谷系で、北米のグランドキャニオンの約１０倍もある。最大幅は２００ｋｍ、深さが７０００ｍにおよぶところもある。この峡谷はタルシス高地の隆起でできた断層と考えられている。この峡谷から続く溝は、一時的な洪水によって形成されたものと考えられている。
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オリンパス山
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標高２万６０００ｍの太陽系で最も高い盾状火山である。活発な火山帯の上で何百万年もの間成長し続けた。この火山の底面はイギリスよりも大きい。
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赤い平原（砂漠）
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赤い色は酸化鉄によるもので、まさに錆（さび）だらけの砂漠である。探査機バイキングのクローズアップ写真には、昔は水が流れていたらしい流床の跡が見える。この水が土の中の鉄と反応して錆ができた。
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砂嵐
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火星では砂嵐（ダスト・ストーム）が起こる。時には火星全体を覆ってしまうこともある。この塵嵐が起こりやすいのは、火星が太陽に一番近づいた直後である。２００１年６月半ばに発生した砂嵐は、３０年ぶりに火星全域を覆った。
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南極冠
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冬の南極冠は、主に二酸化炭素の氷（ドライアイス）に覆われていて最も大きい。夏は薄い水の氷で覆われているだけのようである。これは地球と同じように、自転軸が２５度傾いているために、季節の変化が起こるからである。
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火星の雲
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火星ではさまざまな雲やもやが発生する。早朝の谷には霧が立ち込め、タルシス高地の高山には地形性の雲が発生する。このような雲は、空気塊が風によって低地から高地に吹き上げられて冷却した時に発生する。冬にはポーラー・フード（極雲）と呼ばれる現象が起こり、特に北極では極冠が氷のもやや塵のベールで覆われる。南極では小規模のものが見られる。画面は冬の早朝、北半球のカセイ峡谷（北３０度、西経６５度）にかかる雲を撮影しものである。雲は主に水の氷で出来ているものと思われる。雲の下で明るいオレンジ色に見えるのは、地表を覆う霧である。
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火星の水の証拠
探査機マーズ・オデッセイのガンマ線分光計のデータを分析した結果、火星の地下のごく浅いところに、大量の水の氷が存在する証拠が得られた。データによると北と南半球の緯度が６０°以南の地域の乾いた表土の数１０センチ下に相当量の水の氷が存在しているようだということである。
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| 火星探査
マリナー
１９６２〜１９７３年、ＮＡＳＡが水星、金星及び火星に向けて打ち上げた一連の惑星探査機。マリナー４号（１９６４年打ち上げ）は、火星にクレーターがあることを初めて明らかにした。マリナー９号（１９７１年打ち上げ）は、１１月に火星の軌道に入り、７０００枚以上の画像を送ってきた。
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バイキング
１９７５年、火星の生命探査を目的とするバイキング１号と２号が打ち上げられた。いずれもオービターとランダーからなっていた。ランダーは地表で一連の生物実験を行ったが、生命の証拠となるものは発見されなかった。但し、バイキングが到着した以外の地域には、微生物などが存在する可能性がないわけでもない。結論は、今後の探査の結果まで待たねばならない。
生命の発見はできなかったが、バイキングは降下中に大気の調査を行い、同時に何千枚もの画像を撮影した。この画像に基づいて、１５０〜３００ｍの分解能で火星の地図を作製することができた。
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マーズ・パスファインダー
１９９７年７月４日、「より速く、より良く、より安く」というＮＡＳＡの新たな方針のディスカバリー計画のもとに打ち上げられた。マーズ・パスファインダーは、エアバッグを使った着陸方法やリアルタイムの火星風景のテレビ放映、ローバー（探査車）ソジャーナーによる地表調査など世界の注目を集めた。同時に膨大な科学データを得て、火星を身近に感じさせたミッションであった。
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マーズ・グローバル・サーベイヤー
１９９６年１２月、詳細な火星地形の探査を目的に打ち上げられた。現在も火星軌道を周回中で、火星の地表下の様子や現在までに数々の地形の画像を送ってきている。２０００年６月には、火星の南極近くで、最近水が流れ出たと考えられうる地形が発見された。火星における水と生命の可能性のが再浮上している。
のぞみ
１９９８年７月４日、宇宙科学研究所（ＩＳＡＳ）により、日本初の火星探査機「のぞみ」の打ち上げられた。１９９９年１０月に火星の軌道に到着する計画であったが、故障による電気系統の不具合のため主エンジンが噴射せず、火星到着目前で涙をのんだ。かくして、1978年7月4日の打ち上げ以来25年にわたる「のぞみ」の苦闘は結実しなかった。しかし、「のぞみ」の打ち上げは、惑星探査機の設計技術、スイングバイを含む惑星探査機の運用技術、遠距離通信及び軌道計画の柔軟な運用など、今後の宇宙の科学探査の発展のために数々の貴重な実績を収めた。
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