都说火星和地球是孪生兄弟，两者有什么共同之处？

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火红的火星不仅是很多人的向往，更是科学的向往，这么多年来有数十架探测器和火星车前往火星。火星这么荒凉，有什么好调查的吗？其实科学家想要调查火星的原因是因为火星和地球一样是一颗岩石星球，相比于水星和金星，它更容易进行调查，另外火星还拥有地质活跃的历史。

这就是科学的类比法，以火星见地球，从而研究整个太阳系的起源。火星和地球同为岩石星球，有哪些相同之处呢？比如气候，地质情况，有没有原始生命存活的痕迹，有没有水，有没有类似地球的大气，这就是调查火星的意义了。

这是三个火星漫游车，分别代表的是三个时代不同的火星车构造，中间有两位工程师作为大小参考

科学带领我们前往火星，这么多年来，每一个火星轨道探测器或者是火星探测器都有自己的目标，比如说在今年7月发射的毅力号火星探测器，它的目标是研究古代生命存在的痕迹，好奇号火星探测器是研究火星表面地貌，寻找古代火星水存在的痕迹等等。行星不只是地貌，也不只是历史，还有更多的调查参考，把这些参考因素结合起来我们才能了解真正的火星。

人类的探测器可以说遍布太阳系内部，从小行星到各大星球，最令人神往的，就是它们的表面是什么样子，以及它们的内部结构

人类近代的太空探索有一个趋势，那就是距离地球越远，梦想就在远方……第一次到达轨道，第一次到达近地轨道，第一次太空行走，第一次登陆月球等等。毫无疑问，未来我们会登上火星，无论是太空探索的那个阶段，我们都需要全面的探索，了解新阶段的全部内容。登陆火星？我们更需要全面了解火星，就像在过去我们了解月球一样，接下来，我们乘坐洞察号快车，一起来了解火星。

洞察号火星探测器乘坐阿特拉斯5号401火箭升空，洞察号成功在火星上着陆。洞察号火星探测器是第一项专注于火星内部情况的探测器，了解一颗星球，我们还需要从整颗星球的结构来看。那么我们为什么说洞察号可以洞察火星内部情况呢？主要是因为它的科学载荷。

阿特拉斯五号整流罩，洞察号火星探测器已经被集成在整流罩内，拍摄于发射前的准备阶段

洞察号火星探测器携带了一个名为SEIS的地震仪，这个地震仪可以测量火星内部的地震，也可以绘制火星地下的结构图。只有地震仪还不够，洞察号火星探测器还携带了一个名为HP的热探针结构，这个探针结构可以深入火星地下5米以上，探索火星早期的热流变化和地下结构变化。除此之外洞察号还拥有一个星球旋转与磁场结构测试仪RISE，通过着陆器自身的X波段射线和RISE结合，洞察号可以更好的理解火星内部磁场与自转轴的情况。了解了自转轴的摆动幅度，全球磁场等参数，科学家就可以由此推测火星内部的所有结构信息。

根据这三大件大家可以看出来，全部是针对火星内部的，三个科学载荷分别从火星地质，火星地质演化，火星全球磁场方面来研究火星。接下来我们也从这三个方面聊一聊火星，这是太阳系中和地球最相似的星球。

火星探测器的进化史就好像我们探索科学的过程，一步一步，更完整，一步一步，更强大，直到宇航员登陆火星，不过在此之前，我们还需要继续深入调查

火星地质结构

一个火星着陆器，最关键的一步就是选好着陆点，尤其是洞察号这类不会移动的火星探测器，着陆点就好像是它的实验室，这个地方要最能代表火星地质才可以。洞察号在火星埃律西昂平原的西部着陆，海拔是-2.613公里，这里是一个表面年龄从37亿年到250万年不等的火山平原。在洞察号的周围有很多断层、火山流和液态水流动的痕迹，周围还有很多大小不一的撞击坑，而洞察号着陆器就位于一个直径约25米的陨石坑中，在陨石坑中充满了由撞击产生的沉积物，这些沉积物数百万年来被风侵蚀，已有明显的风蚀现象。

由浅入深，我们可以先来看看火星的表层情况，洞察号在着陆成功的第二天就开启了科学载荷多协同工作的模式，为我们描述了火星近地表特征的情况。就在第二天，HP和地震仪的联合调查数据就记录了一场由大气涡旋引起的地震，通过火星地下的信号，洞察号发现了一个大约3米厚的高孔隙度、低刚度层的火星近表面层。最后，红外辐射计测量了火星近地表的热惯量数据，通过比对，这与地球砂质地面层的情况一致。

洞察号火星探测器在埃律西昂平原的西部着陆，好奇号和勇气号，还有海盗2号的着陆位置都在这张地形图上展现了出来

火星也会地震

洞察号记录了174个地震事件，其中有150个事件的地震震级都很小，可感知的能量仅在1赫兹以上，地震源和距离等方面科学家们还在分析。不过其他24个地震事件主要是低频多一些，它们的光谱形状和月震（月球地震）有相同的标度规律，所以科学家确定，这24起地震是由火星构造引起的，其他的都是小行星撞击或者天气问题引起的表层震动。

这张频率图为我们展示了洞察号探测到的火星地震。火星地震有很多类型，比如远处小行星坠落，还有火星风的噪音，有的时候洞察号机械臂移动产生的频率也会被记录，本次地震数据经过分析是火星风带来的

科学家们根据洞察号带来的数据，预测了火星全球地震事件率，结果表明这是一颗中度活跃的的行星，火星拥有自己的地质活动，而且其数值远远高于月球（这个总结不包括月球潮汐应力相关的深度月震）。毫无疑问，洞察号的地震仪结果揭示了火星的内部结构和火星地震的活动性频率。这些观测数据可以让科学家对火星内部结构和地质演化有新的理解。

火星核心的轻元素浓度是地球的两倍，并且火星核心可能由铁，镍和硫制成，部分呈流体状态。在火星地幔和地壳都从富含二氧化硅的山石，另外火星地壳比地球厚得多，深度在50-125公里之间，相比之下，地球平均水平为40公里

火星的气候问题

衡量一个星球有很多标准，比如刚才我们说到的火星地质问题，火星内部结构的问题，还有一个关键的就是火星气候的问题。我们知道火星没有全球磁场，所以火星是不可能拥有像地球这么浓密的大气层的，也不可能下雨下雪……但是奇怪的是火星居然会刮风，还会有全球风暴，还有云朵等等。未来，火星气候问题会越来越重要，因为火星气候问题将直接关系到火星宇航员们的安全。

现在科学家们有一个机会，那就是将我们对大气层的知识扩大到地球大气层之外，火星虽然有大气层，但是其大气层很薄，细尘和气溶胶覆盖了其干燥荒凉的表面。在这里，我们看到了另一颗星球上的大气情况。洞察号探测器上有IDC彩色摄影机和TWINS气候观测仪，TWINS可以对火星的温度，湿度，紫外线强度，风级等等天气气候问题做出观测，TWINS对地区天气具有独特的敏感性，而IDC摄影机可以直接对远处天气进行成像。

如何解释火星早期湿润状况？一种可能性是由大的撞击事件造成的，这些事件引发了重大的气候变化。科学家们进行了多次模拟，数据表明，撞击会在相对较短的时间内产生大量降雨

洞察号通过一年多连续的数据记录，为科学家研究火星大气状态提供了很多关键数据。通过调查数据，科学家们发现从热潮汐、大气斜压不稳定性到区域坡度风和重力波，所有这些天气现象都要比地球上的更强，程度更高。换句话说，火星的天气恶劣的多……

这是火星的北极冰盖，火星极地冰盖在未来可以帮助科学家了解火星上冰河时代初期的一些情况

除此之外，洞察号还有意外发现——火星也有一些地球没有的大气特征，比如火星的主要大气成分是二氧化碳，这些二氧化碳会在火星极地和赤道高空中凝结。 调查还在继续，一些问题科学家还无法解释，比如火星灰尘是如何从表面升起的，如何利用火星作为实验室来探索地球上一些特殊的气象现象? 为了解决这些问题，只靠洞察号是不行的，还需要多探测器，多轨道卫星的联合观测，把这些探测器或者轨道卫星的数据整合起来我们才能真正了解火星的气候。

这两颗星球都有明显的四季变化。而且南极和北极都有冰盖，它们俩的自转速度也比较相同，所以一天里的时间都在24小时左右。

因为火星是地球的近邻。它与地球有许多相同的特征。它们都有卫星，都有移动的沙丘、大风扬起的沙尘暴，南北两极都有白色的冰冠，只不过火星的冰冠是由干冰组成的。火星每24小时37分自转一周，它的自转轴倾角是25度，与地球相差无几。

火星和地球两者共同之处在于它们也有有南极和北极。火星比地球小，赤道半径3395公里，是地球的一半，体积不到地球的1/6，质量只有地球的1/10。和地球一样，火星内部也有核、幔、壳的结构。

它们都是星球，并且处于自转的状态，而且它们对人类都有很大的作用，它们可以为人类提供所需要的能量，保证人类的正常生存。

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