[科普中国]-“天问一号”发射升空！在火星上，能看到哪些天象奇观？

2020年7月23日，我国首个火星探测器“天问一号”在中国文昌航天发射场发射升空。 火箭将“天问一号”探测器成功送入预定轨道。 这是我国首次自主执行地月系统之外的行星际探测任务。 天问一号探测器携带多种探测仪器，将一次性实现火星环绕探测、登陆火星、火星车巡视三项任务——

除此之外，火星车将为我们增添观察宇宙的新视角——火星视角。

2020年7月23日12时41分，中国首个自主发射的火星探测任务“天问一号”发射升空，正式开启火星之旅。

探测器除了近距离开展火星科学探测，也为我们增添了观察宇宙的新视角。在火星上看宇宙，会看到哪些天象奇观？

日出日落

与地球表面一样，火星上也能看到日出日落，火星车在火星表面工作，也面临白天与黑夜的转换。

火星的一天只比地球长40分钟 ，因为火星自转一周的时间是24小时37分钟22秒，而地球自转周期为23小时56分钟4秒，两者十分接近。

由于火星距离太阳更远，火星上看到的太阳会比地球上的小， 自转周期相差不多的前提下， 日出、日落时间也显得更短。 在地球上看，日出、日落过程，大约是120秒，火星表面上，日出、日落持续时间只有80秒，需要提前准备好相机，及时按下快门。

而且，火星表面看到的日出，不是暖红色，而是偏蓝 ——因为火星与地球的散射不同。地球大气层比火星大气稠密得多，阳光进入大气后，波长较短的紫色、蓝色光，遇到气体分子等，会发生散射，剩下波长较长的红光，穿透能力更强，才能到达地面。而火星大气稀薄，气体分子少，散射作用不会这么强，更多的蓝色光会到达火星表面，导致观测到的太阳也偏蓝。

火星上没有厚厚的云层，火星车每天都能看到太阳东升西落，只有在严重沙尘暴时，火星车才会感觉不到太阳的照射，不过这种情况很危险：火星车依赖太阳能，如果没有阳光照射，要不了多长时间，它的蓄电池就会耗尽，进入休眠状态。

更小更蓝的太阳在火星地平线落下 | 谭浩 制作

两颗卫星

地球的天然卫星只有月球， 而 火星有两颗卫星陪伴，不过都很小。

火星车看到的火卫一，大小约为地球上看到的月亮的五分之一。火卫一形状类似马铃薯，平均半径11.1公里，比月球半径1738公里小得多，但是轨道距离火星很近。

它从西方升起，逐渐变大，飞到正南方向，最后又逐渐变小在东方落下，整个过程只有5小时。7小时之后，它又从西方地平线上升起。不过由于阳光照射角度变化， 这次升起的火卫一，有明显的盈亏变化。 其实不仅每次升起时，明暗面积会有变化，仔细看，空中飞行的5个小时中，也有盈亏的缓慢变化。

相对而言，火卫二就没那么受关注了。它又小又远，在天空中看上去比地球亮一些，但比木星最亮时候还要暗一些。

火卫食

类似月食，火星的卫星也会飞到火星的阴影中， 不过 火卫食现象没有月食那么壮观。 火卫一的食长不到一小时，看不到月食中“初亏”到“食既”的缓慢过程。明亮的火卫一经过10秒钟消失了，50分钟后又突然出现。

火卫二进入火星阴影时，相当于看到一颗比较亮的星星消失1.3小时。

卫星凌日

火星两颗卫星的大小不足以遮挡太阳，所以火星上不可能发生地球上日食那样的壮观天象。

当火卫一从太阳表面经过的时候，就会发生凌日（星体经过日面）：太阳表面上一个黑影快速划过，整个过程不到一分钟。 如果没有提前计划，只是感觉太阳变暗了20秒左右。 如果火星车想拍摄凌日过程，必须提前计算好时间，把相机对准太阳，用巴德膜档位保护镜头不被烧坏，调整好曝光时间，尽可能连续多张拍摄。

火卫一凌日 | 谭浩 制作

有一种极端的情况，火卫一凌日的时间，恰好是火星上即将日出或者刚刚日落，这时候，太阳日面上的暗影观测不到。不过，此时如果火星车向着日出或日落的方向拍照，就能拍摄到天空的明暗变化。

火卫二凌日时，时间上从容些，持续时间大约三分钟 ，不过火卫二太小，感觉不到阳光变暗。理论上存在火星的两颗卫星同时凌日的可能，但这样的机会就更难得了。

地球凌日

地球的运行轨道在火星的内侧，因此对火星来说，地球是内行星—— 这意味着，在火星看地球，能够看见月亮与地球同时变换着盈亏。

火星车工作的时候，距离地球3亿多公里，携带的相机看不清地球，更看不到更小的月球。但是没关系，火星环绕器上有高分辨率相机，可以捕捉到地月系统。

地月凌日机会很难得：地球和月球，一大一小两个黑点从日面上划过，整个过程持续三个小时，这是在地球上无法见到的奇观。

地月系统凌日 | 谭浩 制作

更奇特的是， 有 时地球会与月球相邻，有时会分别横跨在太阳的两端——这是百年不遇的天文盛景。

天文盛景 | 谭浩 制作

是不感觉地球很小？是的，我们的故乡在广袤的宇宙中，像是一粒尘埃。我们每天忙碌、烦恼、热爱的生活，从火星视角去看，是否会有另外一番感悟？

家园 | 谭浩 制作

火星探测器成功发射，将会有许多火星天象奇观的大片传回地球，但更重要的是，借助火星探测器， 人类突破了自身视觉限制，增加了火星视角来观察太阳系。也许有一天，人类会从这个视角回望故园。

火星车会带来新的探测数据，加深我们对宇宙演化的认知，让我们继续思考那个古老的命题：我是谁？从哪里来？到哪里去？

*文中配图在NASA图片基础上制作

作者名片

图：谭浩

文：思航 南山

编辑：范可鑫

排版：雷昱儿 凝音

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