火星

古代人类很早就已经观察到了火星。从地球上看，其亮度变化诡异无常，运行轨迹复杂多变，东方与西方文明均赋予了其浓厚的信仰色彩。希腊称其为“阿瑞斯”，罗马称其为“玛尔斯”，意即战神，并将火星的运行与正在进行和未来将发生的战事走向相关。中国古代称其为“荧惑”，“荧”即“荧荧似火”，形容其明亮，“惑”即指其行踪捉摸不定，视运动轨迹奇怪，古代中国星占学也将其与战争、疾病、饥荒等灾祸相关。

1610年，伽利略首次使用望远镜直接观测火星，1659年，荷兰天文学家惠更斯绘制出了第一张可辨认的火星图，火星由遥不可及的神明变为人类认知世界中的天体。1666年，卡西尼观测到火星的冰层极冠并记录了其的周期性变化，到了18世纪末，天文学家赫歇尔确定了火星的自转周期和自转轴倾角，人类终于在宏观的层次上认识了火星。

火星上的“文明”诞生于1877年的火星大冲。天文学家斯基亚帕雷利观察到火星表面有许多暗线连接着许多暗色的区块，他将其命名为“canali"，意为天然的水道、沟渠或海峡。而在这一词汇被翻译为英文时，译者将其译为了"canals"，意为运河。从字面意思解读的话，如果有了运河，那就必然有开凿运河的“人”与“文明”。这一错误使得美国天文学家洛厄尔对“火星文明”存在产生了浓厚的兴趣，他在自建的天文台中花费十五年，拍摄了数千张火星照片用以寻找“火星文明”。

洛厄尔结合其观测数据，构建了一个生活在荒原之上，依赖庞大的运河网络与湖泊生活的地外文明以及它存在的理论基础和理性论据。通过《火星》(1895)与《火星及其运河》(1909)等著作，他将这一理论推向了大众。随后“火星文明”这个概念便由科学假说走向了科幻狂热，人们逐渐接受了“火星文明”的存在。到了20世纪早期，大部分美国人对这个地外文明的存在已然深信不疑，甚至在1938年时引发了著名的“火星人”恐慌。

随着1947年柯伊伯确认火星大气主要成分是二氧化碳，光谱分析与雷达观测的数据也表明火星表面干燥而荒凉，碳基生物难以存活，人类对“火星人”存在的好奇逐渐转向“火星生命”的存在。冷战拉开帷幕后，苏联与美国对科技应用与开发的庞大投入与激烈竞赛使得航天技术发展速度变得前所未有，这也为探索火星提供了新的可能。

1960年，苏联率先发射两个飞掠探测器，同年美国发射一个，全部失败。1962年苏联“火星”系列探测器开始发射，该项目至1973年为止共七次发射，几乎全部失败，其中火星3号是人类第一个在火星表面软着陆并发出信号的探测器。美国对应的项目为“水手”系列，水手4号于1965年成功飞掠火星并传回21张照片，显示了火星表面布满撞击坑，也没有所谓的“运河”，“火星人”存在说彻底覆灭。1971年水手9号成功进入火星轨道，是人类第一个环绕其他行星的探测器，它测绘了约70%的火星表面。

1976年，美国维京1号与维京二号（也译为海盗1号和海盗2号）成功着陆火星，进行了详细的测量，包括生物存在性实验与气象、土壤、大气等诸多实验。关于生物存在实验，结果复杂，有部分实验结果指向“火星仍有生命存在”，但多数科学家认为这些结果可以用非生物化学反应解释，未能确证火星生命存在。1988年苏联发射福布斯1号与福布斯2号探测火卫一，均失败，这是苏联最后一次执行与火星相关的任务。

在苏联解体后，美国逐渐主导了人类对火星的探测，火星也成为了人类探索地球之外最重要的目标。在1990到2010年间，美国携手欧洲与日本等国家发射了诸多勘测卫星与轨道侦察器，如发现火星极光的火星快车号与发现地下氢信号的火星奥德赛号，这些探测器对火星地理进行了深入的研究，发现了包括古河床、极地冰盖、原始沉积层、地下水冰等重要地质特征，并测绘了高精度地图。

1997年，火星探路者号着陆，其搭载的索杰纳号是人类第一个在火星工作的巡视器，这为未来的巡视器投放提供了宝贵的气象环境，并探索和验证了诸多以后应用在其它巡视器上的技术。

2004年，美国发射了勇气号和机遇号火星车，它们代表着当时人类航天技术的最高成就。它们发现了于酸性水体中形成的赤铁矿球，水蚀岩石、可能温和宜居的古代湖泊与古代热泉，这些发现都表明火星地表存在过一个可能十分温和宜居的水环境。它们还记录了火星上的沙尘暴，发现了人类在其他星球上的第一颗陨石，并首次在火星上拍到了地球的照片。

2012年，好奇号火星车登陆火星，它在火星约35亿年前的泥岩中探测到了多种有机分子，这些分子是已知碳基生命的必要成分；它还证实了古代火星存在原始碳循环，发现了甲烷的季节性波动，其中后者可能暗示火星活跃地质活动或者某种微生物的存在。一次意外中，它发现了纯硫晶体，这昭示了古代火星曾经存在活跃硫循环，为古代火星的宜居性研究提供了新的线索。近期它发现的未知卵状结合地貌也揭示了火星上的水文历史远比人类想象的更加复杂。

2018年，NASA的洞察号探测器成功着陆火星，确认了火星地壳与内部圈层的结构，发现了火星的液态金属外壳和一个轻质的结晶铁镍固态核心，并确认了火星曾在数十亿年前有活跃的磁场活动。同年，毅力号核动力火星车也成功登陆火星，它发现了大分子碳与氨基酸，被认为可能是远古微生物的代谢产物遗迹，这被NASA称为“最接近发现火星古代生命的一次探索”；毅力号同时肩负着携带土壤样本返回地球的任务，它携带的部分样本被认为存在远古微生物的证据；它还搭载了人类第一架地外飞行器“机智号”，它完成了人类在地球大气以外的首次动力飞行。

2021年，中国的祝融号火星车登上火星，它的探测仪在地下发现了火星的古代海洋沉积结构，并指出火星表层在约7.5亿年前仍存在显著水体活动。在后续的行进中还发现了含水硫酸盐的矿物。研究分析认为，这是由霜降或降雪融化形成的含盐液态水留下的痕迹，说明现代火星低纬度地区仍然可能存在潮湿环境。

2025年，NASA发射了 逃逸与等离子体加速和动力学探测器，预计2026年11月入轨，这个项目由两枚探测器Blue与Gold组成，未来将从不同位置测量火星的等离子体、磁场和高层大气，从而区分太阳风变化和火星磁层响应之间的因果关系，旨在寻找火星大气与火星磁环境消失的原因。

人类对火星的探索仍在继续。

NASA与ESA曾计划“火星采样返回”计划，将毅力号采集的样本带回地球，但最终时间表尚未确定。

中国计划在2030年发射天问三号，主要采集火星地表2米以下的土壤样本，共收集500克火壤并返回地球，同时投放一个轨道器和一个中转站，用于勘察火星地表环境并实验地火通讯环境，为将来的载人登火作准备。

日本也声明将在2026年10月执行MMX（火星卫星探测计划），这个任务将一次性完成探测火卫一与火卫二，采样火卫一并返回以及投放火卫一巡视器IDEFIX，旨在寻找火卫一与火卫二的起源，并验证地球—火星圈往返、火星卫星着陆、采样和返回等技术，为更远期的火星探测积累经验。

ESA也计划于2028年末与SpaceX和NASA合作发射罗莎琳德·富兰克林号火星车，它拥有同位素电池与太阳能板双重动力源，更加适应火星的气候变化，最关键之处在于，它所携带的钻探杆将能够钻入火星地下最深约2米处进行取样，这个深度的材料受到宇宙辐射和表面光化学破坏的程度远低于火星表面，因此更有机会保存古老有机物或潜在生物标志物。

NASA、SpaceX、中国都正在设想载人火星任务，其中 NASA 已经启动了第四轮火星地表基地生存测试，用以确定载人火星任务的时长与建立火星基地的可行性。SpaceX也宣称星舰将作为未来火星的运输工具，并给出了配套的太空加油方案与火星基地概念图。但技术、生命保障、辐射防护等难题仍然巨大，载人火星计划仍然胎在腹中。

走过五百年，人类对火星的探索依然在继续。寻找生命、探索火星演化、论证火星的宜居性，将继续驱动人类未来数十年的探索。