隨著空間技術(shù)的發(fā)展，人們利用空間探測器來對天體進行考察。從1964年到1977年，美國陸續(xù)對火星發(fā)射了“水手號”和“海盜號”兩個系列共8個探測器，其中特別是1971年11月，“水手9號”對火星表面的大部分區(qū)域照了相，從而使人們對火星的表面有了比較完整、清晰的認(rèn)識。1976年7月和9月，“海盜1號”和“海盜2號”先后在火星表面軟著陸，它們給火星表面精細(xì)照相，采掘土壤樣品，搜尋有沒有有機分子，特別是為探索火星上是否有生命進行了直接生物學(xué)化驗。同時，前蘇聯(lián)也發(fā)射了一系列命名為“火星”的空間探測器，研究火星和它周圍的空間。所以這些探測器，給我們帶來許多關(guān)于火星的新知識，大大豐富了人們對火星的認(rèn)識。

　　火星表面有明有暗，明亮的區(qū)域，約占火星總面積的75％，人們把那里叫做火星的“大陸”或“沙漠”沙漠部分被紅色的硅酸鹽、鐵的氧化物和其它金屬的化合物覆蓋著，所以呈現(xiàn)出紅色，火星也就成為太空中的“紅色國土”了。比較暗的區(qū)域稱為“?！薄ⅰ昂场?、“湖”等等。這些“?！薄ⅰ昂蓖虑蛏系摹昂！?、“洋”一樣，名不副實，里面一滴水也沒有。

　　火星的地形比較復(fù)雜。南半球分布著很多環(huán)形山，幾乎可以跟月球相比；北半球的環(huán)形山比較少，相當(dāng)平整。火星上最大最古老的環(huán)形山叫“奧林匹斯山”，直徑600千米，中央峰頂要比周圍平地高出26千米，是地球上最高峰的2.8倍，也是人類已知的最大火山。火星上有已經(jīng)停止活動的死火山，還可能有正在噴發(fā)的活火山。北半球有許多火山的熔巖，分布達幾百千米，有些火山區(qū)有深陷的懸崖和裂紋?！昂１I2號”上的地震儀還曾經(jīng)記錄到一次火星上發(fā)生的地震——“火震”，震級約為3級?；鹦巧系幕鹫鹨仍虑蛏系脑抡痤l繁一些，但遠遠沒有地球上的地震那么經(jīng)常和強烈。

　　火星是個荒涼死寂的世界，別說沒有活蹦亂跳的動物，就連苔蘚一樣的低等植物也杳無蹤影。在地球上看到的那隨著季節(jié)而變化的暗區(qū)，原來是火星上經(jīng)常發(fā)生的“塵暴”。大風(fēng)一起，飛沙走石，大量的塵埃被風(fēng)卷起來，帶到各個地方，往往一刮就是幾個月。

　　“水手9號”也發(fā)現(xiàn)了一個令人驚異的事實；火星表面不存在液態(tài)水，卻有著很長很寬的干涸河床，最大的約1500千米長，60多千米寬!大小干涸河床竟有幾千條!

　　河床是水流的產(chǎn)物，這干涸的河床告訴人們：火星在歷史上一定有過一個溫暖多雨的時期。如果是這樣，我們就可以設(shè)想：那時候，火星上藍天白云、氣候宜人、河水奔流、生氣勃勃。后來，在漫長無情的歲月中，也許由于火星傾斜角度的變化，或者由于別的什么原因，火星表面變冷了，干燥了，一部分水分解為氫和氧逃離火星，一部分水則漸漸凝聚到火星表面，并且滲到地殼之中。結(jié)果，生機繁榮的火星也就慢慢地變成了一個荒涼的世界。

　　如果這個設(shè)想是正確的，那么火星上就應(yīng)當(dāng)有生命的遺跡，或者有能夠適應(yīng)火星現(xiàn)在環(huán)境的低級生命形式存在。有人在地球上布置了一個模擬火星環(huán)境的實驗室，把大氣成分、溫度等條件弄得完全和火星上一樣，實驗證明，某些苔蘚類植物和微生物是能夠在這樣的條件下生存的。

　　但是到現(xiàn)在，人類還沒有得到火星上有生命和有生命遺跡的任何消息。恰恰相反，從“海盜1號”和“海盜2號”在火星表面采掘的土壤樣品和進行的生物學(xué)化驗看來，火星上是沒有生命的，既沒有最簡單的微生物，也沒有生命基礎(chǔ)的有機分子。

　　當(dāng)然，最后結(jié)論還沒有得出，因為火星大著呢，那一點土壤樣品不過是滄海一粟。也許在火星的其它地方，也許在深入幾米的地下，隱藏著的生命在悄悄地生息繁殖哩!

　　每當(dāng)半夜火星從東方升起的時候，它那紅色的光輝好似遠方的火炬，很引人注意。我國古代稱它為“熒惑”。古代羅馬把火星特有的紅色理解為血紅色，并用戰(zhàn)神瑪爾斯的名字來稱呼它。

　　由于人們非常熟悉地球上的環(huán)境，在觀測火星的過程中，有的觀測者就很自然地聯(lián)想到火星在許多方面都與地球很相似，有可能存在“火星人”。這些相似之處主要表現(xiàn)在：

　　地球自轉(zhuǎn)1周需要23小時56分鐘，火星是24小時37分鐘，火星與地球的晝夜長短差不多。

　　地球的自轉(zhuǎn)軸和它的軌道平面交角為66°33′，火星是66°48′，所以火星與地球一樣也有四季的變化。所不同的是火星的1年(繞太陽1周)比地球的1年長近1倍。這樣，火星上的每個季節(jié)也比地球上的每個季節(jié)差不多長1倍。而且，從望遠鏡中看火星，隨著季節(jié)的更替，火星的表面也有顏色的變化。

　　地球的兩極覆蓋著冰雪，火星上也有白色的極冠。從望遠鏡中可以看見，在火星上當(dāng)春天來臨的時候，極冠逐漸縮小，在極冠外圍暗的區(qū)域變得更暗，并漸漸向赤道移動。在秋天以后，極冠又慢慢地變大，暗區(qū)又變淡了。

　　正由于火星與地球有不少相似之處，就使火星成為1顆誘人的行星，人們對火星上的情景產(chǎn)生了各種猜想，有的說火星上的“運河”，是具有高度智慧的和文化的“火星人”開鑿的。曾有一度“火星人”成了文藝作品的重要幻想題材。有的人甚至要去尋找“火星人”。

　　對火星上是否有“運河”和“火星人”的爭論，一直沒有解決。就以火星上有沒有“運河”來說，在20世紀(jì)以前，人們繪制的火星圖，一般都是在望遠鏡前用目視的方法繪出的。這種繪制方法不但視覺上的差別難以避免，更難避免繪圖者的主觀傾向性。到1905～1907年期間，美國天文學(xué)家洛威爾(1855～1916年)與普蘭德、斯里弗爾合作，拍攝了火星照片，但可惜的是這些照片非常模糊，無法辨別火星上是否有“運河”。到1909年，正當(dāng)火星沖日的最好時機，不少天文臺拍下了很美麗的火星照片，但火星上的“運河”問題仍然解決不了。

　　隨著空間技術(shù)的不斷發(fā)展，人們?yōu)榱私议_火星的秘密便發(fā)射行星際探測器飛向火星。在1964～1977年，美國發(fā)射了“水手”號和“海盜”號8個探測器。1964年11月發(fā)射的“水手4號”行星際測探器，在飛近火星時拍了火星的照片，從照片上可以清楚地看到火星表面有大大小小的環(huán)形山，它比地球上天文望遠鏡的識別本領(lǐng)強多了。地球上的天文望遠鏡只能識別出60千米以上的地方，而“水手4號”探測器可以識別出直徑有5～12千米的環(huán)形山。1971年11月，“水手9號”對火星的全部表面進行了高分辨率的照相，發(fā)現(xiàn)火星上有巨大的火山、峽谷和寬闊的河床。為了探索火星上是否有生命，在1976年7月和9月，“海盜”1號和2號先后來到火星。與此同時，前蘇聯(lián)也發(fā)射子“火星”號探測器，研究火星及其周圍的空間。通過美國租前蘇聯(lián)發(fā)射的行星際探測器，對火星進行了大量探測，再經(jīng)過科學(xué)家們的分析研究，使人們對火星有了進一步的認(rèn)識。

　　火星是一顆紅色的星球，在它的南極和北極覆蓋著兩個白色的極冠。由于白色的極冠點綴在紅色的星球上，更增加了火星的美麗色彩。火星比地球小，它的赤道半徑為3395千米，相當(dāng)于地球的15％。火星的質(zhì)量是地球的10.8％。而且，火星是在一個偏心率較大的橢圓的軌道上繞太陽公轉(zhuǎn)，所以火星有時離太陽近，有時離太陽遠，它的近日距和遠日距相差4200萬千米。

　　火星的周圍有一層大氣，但非常稀薄，它的主要成分是二氧化碳，占總量的96％，也有不少量的氬、氮等氣體。水汽是很少的。據(jù)美國“海盜1號”的直接測定，火星表面的大氣壓力為7.5毫巴，相當(dāng)于地球上30～40千米高度處的大氣壓。在大氣中也與地球一樣飄著云，云的主要成分是二氧化碳和水。在火星極區(qū)的冬季，天空有像濃霧那樣的干冰(固體二氧化碳)云。

　　火星上有時會發(fā)生塵暴，看上去就像一種黃色的云，它是低層大氣中卷著塵粒的風(fēng)所構(gòu)成的。大的塵暴多半發(fā)生在南半球的春末。當(dāng)火星靠近近日點的時候，塵暴的發(fā)源地處在太陽直射的緯度線上，而且經(jīng)常發(fā)生在海臘斯盆地以西幾百千米的諾阿奇斯地區(qū)。在塵暴發(fā)生的最初幾天，中心塵云慢慢擴展，以后便很快蔓延開來，在幾個星期里就完全覆蓋了南半球。如果塵暴特別大，還能擴展到北半球，甚至籠罩住整個火星。這時，火星上的溫度差減小，風(fēng)才漸漸平息下來。塵粒也慢慢地在沉降，但塵粒沉降得很慢，至少需要幾個星期。有時一次激烈的塵暴，能持續(xù)幾個月之久。在火星上，幾乎每年都要發(fā)生一次這樣的塵暴。在1971年11月，當(dāng)美國的“水手9號”探測器到達火星時，正遇上火星的塵暴，而且塵暴籠罩住整個火星表面。這次塵暴從1971年9月23日起，一直持續(xù)到第二年1月初才平息下來。但是，為什么每次塵暴都發(fā)生在火星位于近日點的時候呢?科學(xué)家們還在深入地研究和探討。人們猜測，這可能是由于在近日點時火星上溫度上升得快，使大氣對流也來不及把熱量散開去，這就造成了大氣的擾動，引起了颶風(fēng)，就把塵埃刮起來，從而形成了塵暴。

　　在平時，火星的大氣清澈，便于觀測?；鹦潜砻嬗忻饔邪担髁炼式埸S色的區(qū)域，約占火星總面積的83％，稱為火星的“大陸”或沙漠區(qū)域。暗的區(qū)域稱為“海洋”，其顏色常常隨季節(jié)的變化而變化。有人認(rèn)為這是火星表面較為潮濕的地帶。

　　通過對火星的探測，發(fā)現(xiàn)火星的表面被一個大約同赤道傾斜成30°的大圓分開，形成了南北兩個截然不同的半球。南半球的表面崎嶇不平，密布著環(huán)形山，其中最大的一個是海臘斯盆地，它的直徑有1600千米，深度至少有4千米。這些環(huán)形山，可能是早期形成的，所以在南半球就保留了古老的地表。而北半球與南半球不同，它表面較為平坦，以火山熔巖平原為特征，其中點綴著一些死火山?？磥硭阑鹕娇谶^去曾是熔巖的出口，由于熔巖順著火山側(cè)面流下，就形成了以火山口為中心向四方延伸的輻射狀地形。火山熔巖的分布面積，廣達數(shù)百千米。北半球的環(huán)形山，要比南半球少，地勢也普遍比南半球低。在火星表面位于赤道地區(qū)的峽谷，是很引人注目的。最大的一個是赤道以南的“水手谷”，在赤道地區(qū)延伸5000多千米，比周圍的地面要低6千米。一般說來，谷壁是很陡峭的，可以看出崩塌和陷落的痕跡。

　　火星的表面還有不少干河床，主要的一些大河床也分布在赤道地區(qū)，其中最長的有1500千米，寬達200千米。大河床和它的支流形成脈絡(luò)清楚的水道系統(tǒng)。在干河床中還可以找到淚滴形的小島、沙洲和辮子形狀的水紋。有的學(xué)者根據(jù)這種現(xiàn)象，認(rèn)為在歷史上火星曾有過溫暖時期，甚至有過大量的水在河床中流動，可能是后來火星上的氣候有了劇烈的變化，火星的表面才留下了這些干河床。不過，這些干河床，與曾經(jīng)轟動一時的火星上有“運河”的說法完全是兩回事。

　　“水手”號和“海盜”號探測器，對火星兩極的白色極冠也進行過多次考察?？疾斓慕Y(jié)果表明，極冠是水和二氧比碳的凝結(jié)物。冬季時極冠的面積擴大，在最大時極冠能覆蓋到606的緯度處。但一到春天，極冠開始變小。把探測器拍下的大量火星照片拼合在一起，就可看到火星的全貌。極冠不是整塊的，可以看到向左旋轉(zhuǎn)的螺紋。而且極冠在分層的結(jié)構(gòu)，在冰層的邊緣形成一系列的臺階，各層的厚度達10～50米。

　　火星表面的平均溫度，比地球低30℃以上?；鹦菚円箿囟瘸３Ｏ嗖?00℃。在赤道附近，最高溫度可達20℃左右，但到了夜間，溫度很快下降，在黎明前最低溫度降到零下80℃以下。火星的兩極地區(qū)溫度更低，在長長的極夜里，溫度下降到零下139℃。

　　對于人們一直關(guān)注的有沒有生命和“火星人”的問題，通過“水手”號探測器的探測，特別是“水手9號”拍攝的照片，已經(jīng)表明“運河”是不存在的?！昂Ｑ蟆鳖伾S季節(jié)在變化，是由于氣象上的原因造成的。大量的火星照片還表明，火星是一個極其荒涼的世界，而且大氣非常稀薄，沒有水，又很冷，是不適宜生命生存的，就更不可能有“火星人”了。

　　在1976年7月20日，“海盜1號”降落在火星的北緯22°27′、西經(jīng)480地區(qū)的一個平原上，當(dāng)時還是火星夏季結(jié)束的時候，白天的溫度在零下30℃，夜間降到零下86℃。當(dāng)年的9J13日，“海盜2號”跟隨而來，降落在北緯45°的賽多尼亞地區(qū)。它們都是為了探測火星上有沒有生命而來的，它們在火星上的著陸點，都是經(jīng)過選擇的，即在估計水分較多，存在生命的可能性較大的地方?！昂１I”號在火星上當(dāng)場取樣，進行生物化學(xué)等多種試驗，沒有發(fā)現(xiàn)有生命的跡象。如果火星上有過生命的存在，哪怕是有過低等植物的存在，在火星的土壤中也會有生命的痕跡，但連這種跡象都不存在。這就斷定“火星人”是根本不存在的。

　　“海盜”1號和2號，還從離地球3～4億千米的火星上，發(fā)回數(shù)以萬計的照片，從照片上看到了火星上茶紅色的沙漠風(fēng)光和風(fēng)蝕地貌?；鹦堑奶炜找彩羌t的，一般都認(rèn)為這是由于土壤微粒在天空飄浮著，而把太陽光散射的緣故。

　　這些照片經(jīng)計算機校正后，拼成了火星的詳細(xì)地圖，分辨率可達40米，這對我們了解火星的氣象和地質(zhì)等等，都是很有價值的。美國地質(zhì)調(diào)查局在1978年刊發(fā)了1：2500萬的火星地質(zhì)圖，在長121厘米、寬91厘米的圖上，最古老和最新的巖石、平原、火山、河床、峽谷和環(huán)形山等地形，都詳細(xì)的表示出來。