火星はどんな惑星？
火星 火星は大気の薄い地球型惑星で、月の衝突クレーターや地球の谷、砂漠、極地の氷冠を思わせるような表面形状をしている。別名の赤い惑星とは、火星の表面に存在する酸化鉄の影響で、肉眼で見える天体の中でも独特の赤みを帯びた外観を持つことを指す。
また、自転周期や黄道面に対する回転軸の傾きが似ているため、1日の長さ（火星日）や季節は地球と同等である。火星には、太陽系最大の火山であり、最も高い山として知られるオリンポス山や、太陽系最大の峡谷のひとつであるマリネリス峡谷がある。北半球にある滑らかなボレアリス盆地は、火星の40％を占めており、巨大な衝突現象の可能性がある。火星にはフォボスとダイモスという2つの衛星があり、小さくて不規則な形をしている。これらは、火星のトロヤ群である「5261 エウレカ」と同様に、捕獲された小惑星である可能性がある[5] [6]。
有人火星探査 無人の火星探査機はこれまでにも火星の上空や地表に到達しており、火星の気候や地質の調査が進みつつある。そのため、単に科学的な調査を目的とするのであれば有人である必要性はなく、地球人類の活動圏を拡大するという象徴的な意味が多くなる。
これまでにも複数の有人火星探査計画が策定されてきた。第二次世界大戦でのナチス・ドイツ敗戦に伴いアメリカ合衆国へ移ったヴェルナー・フォン・ブラウンのグループは1948年、既に火星への惑星間飛行への構想を発表していた。
ヴェルナー・フォン・ブラウンをはじめ多くの人々が、有人月面着陸の次のステップは、有人火星探査であると考えてきた。有人月探査は1969年のアポロ11号により実現した。有人火星探査の賛同者は、人間は無人探査機よりも幾分優れており、有人探査を進めるべきだと主張している。
宇宙移民 地球周辺の軌道には数時間で到達できるが、月には数日が、火星への旅行には何ヶ月もの時間がかかる。地球高軌道では太陽エネルギーは十分絶え間なく利用できるが、全ての惑星では少なくとも半分の太陽光は失われる。無重力下で巨大なコロニーを建設するのは重力下の環境の場合と比べてはるかに簡単である。
宇宙飛行士は手で数トンの人工衛星を動かせることを示して見せた。0Gでのレクリエーションは軌道上のコロニーでは可能だが、月や火星の上では行えない。最後に(擬似)重力だが、どんな水準のものであれ、軌道上のコロニーを回転させることで制御できる。したがって、主な居住区を1Gに保つことができる、だが月は1/6Gで火星は1/3Gである。1Gはごく初期のコロニーでは特に重要で、これにより子供の強い骨と筋肉の成長が確実のものとなる。
軌道のコロニーの主な欠点は資源が無いことである。このため、月(十分な金属、シリコンに酸素を持っている)か地球近傍小惑星(窒素を除き必要な資源を全て持っている)から輸入しなければならない。
フォボス (衛星) フォボス (Mars I Phobos) は、火星の第1衛星。もう1つの火星の衛星であるダイモスより大きく、より内側の軌道を回っている。1877年8月18日にアサフ・ホールによって発見された。ギリシア神話の神ポボスにちなんで命名された。
順行・逆行 空の天体を観測すると、太陽や月、恒星は地球の自転によって東から西へ動くように見える。これを日周運動と呼ぶ。しかしスペースシャトルや多くの人工衛星などは西から東へ動くように見えることが多い。これらの人工天体は月と同じ方向に公転しているが、公転速度が地球の自転よりも速いために日周運動とは逆方向に動くように見える。火星の衛星フォボスもこれと似た軌道を持つ。火星の表面から見たフォボスは地球から見た月の動きとは逆の方向へ動いていく。フォボスも月も母惑星に対して順行する衛星だが、月の公転周期が地球の1日に比べて長い(約1ヶ月)のに対して、フォボスの公転周期は火星の1日に比べて短いためにこのように見える。地球の周囲を公転する人工衛星には逆行軌道を持つ衛星も少ないながら存在し、これらの衛星は地上から見ると(逆説的だが)月と同じ方向、すなわち東から西へと動くように見える。
地球から見ると、外惑星(火星、木星、土星、天王星、海王星)は空を移動しながら定期的に移動方向を変えるように見える。ある一夜での運動を見ると、全ての恒星と惑星は地球の自転に応じて東から西へと動くが、一般に惑星は恒星に対してゆっくりと東へ移動している。この運動方向が惑星にとっての順方向であり、見かけ上の順行運動と見なせる。しかし、地球は外惑星に比べて短い周期で1公転するため、地球上の我々は複数車線の高速道路を走る速い車のように定期的に外惑星を追い越すことになる。このような追い越しが起こると、追い越される外惑星は東へ動く順行運動を止め、続けて西へと後戻りするように見える。その後、地球が公転を進めて惑星を追い越し去ると、外惑星は再び西から東への順行運動を再開するように見える。
火星はこの見かけの逆行を約25.7ヶ月ごとに行い、火星より外側の惑星はより頻繁に逆行を行う。この逆行が起こる周期をその惑星の会合周期と呼ぶ。
HD 37124 そこで、更に観測を増やし、また、3惑星からなる惑星系も候補として分析したところ、3惑星であった方が観測結果をうまく説明できることから、2005年に3番目の惑星HD 37124 dの発見となった。2番目の惑星は、母星から火星程の距離を公転している。
2005年の段階では、3番目の惑星は理論によって、他の二つの惑星の内側にも外側にもあり得るあやふやな存在であったが、2011年によりもっともらしい解が出され、HD 37124 dはHD 37124 cの外側にあり、2:1の軌道共鳴にあることがわかった。
火星の地質学的歴史 先ノアキス代、先ノアキア代(英: Pre-Noachian)は、約45億年前の惑星の降着と分化から、ヘラス平原の形成までの間隔を表す。火星に豊富な水をもたらす前の初期の気候だと考えられている。しかし、この時代の地質学的記録のほとんどは、その後の侵食及び後期重爆撃期や火山作用によってなくなっている。
火星の天文学 火星の季節のずれ(太陽高度の最高/低時期と気温の最高/低時期がずれる現象)は、数日にすぎない。火星では、大量の水がなく、緩衝効果をもたらす要因がないことが原因である。したがって、火星の気温は、「春」はほぼ「夏」の鏡像であり、「秋」はほぼ「冬」の鏡像となっている(ただし、至点(夏至、冬至)と分点(春分、秋分)を各季節の始まりと見なす場合)。もし、火星が円軌道であるならば、最高気温と最低気温は、地球上のように夏至と冬至の約1ヵ月後ではなく、数日後に起こるだろう。 春の気温と夏の気温の違いは、火星の軌道が比較的高い離心率を持っていることによる。火星の北半球の春は、北半球の夏よりも太陽から遠く、このため偶然にも春は夏より少し涼しく、秋は夏より少し暖かくなる。南半球ではその逆となる。
春から夏にかけての気温の変動は、1火星日(太陽日)内の非常に急激な気温変化より、はるかに小さい。毎日、火星では、その地点の太陽の正午に気温は最高となり、深夜に最低となる。この挙動は、地球上の砂漠と似ているが、火星ではずっと顕著である。
地球(または火星)の地軸の傾きと離心率は固定されているのではなく、太陽系の他の惑星からの重力摂動のために何万または何十万年もの時間スケールで変化する。 このように、例えば、地球の約1%の離心率は定期的に変動し、最大6%まで増加する可能性がある。離心率が変化するにつれ、遠い未来の地球では、季節の長さが変化することによる暦への影響と主な気候の混乱にも対処しなければならなくなるだろう。
火星 かつての火星は現在よりも確実に生命に適した環境だったという証拠は存在するが、実際に生命がいたかどうかについては確定できていない。
現在の火星は、ハビタブルゾーン内(生命存在の可能な天体が、存在できる領域)にあるとされる。