Учитывая сходство нашей родной планеты и Марса, многие часто называют его “близнецом Земли”. Марс относится к планетам земного типа – это означает, что он состоит в основном из силикатных пород и минералов, которые формируют ядро, мантию и кору планеты. Кроме того, Марс находится в пределах обитаемой зоны Солнца, имеет полярные льды в настоящее время, и, вероятно, имел проточную воду на своей поверхности в далёком прошлом. Однако несмотря на это, Марс и Земля различны по ряду параметров.
В дополнение к контрасту температур, состоянию поверхности и воздействию вредного излучения, Марсу также необходимо значительно больше времени, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. На самом деле, год на Марсе почти в два раза дольше, чем год на Земле, его продолжительность составляет 686,971 дней, что равно примерно 1,88 земного года. И в течении этого времени, планета претерпевает некоторые весьма интересные изменения.
Любопытно то, что Марс в течение марсианского года претерпевает очень похожие на земные изменения (ещё одна общая деталь). В зависимости от расстояния до Солнца, и того каким полушарием он к нему повернут, там можно наблюдать изменения температуры и погоды. В общем на Марсе, как и на Земле, присутствуют сезонные изменения, что обусловлено наклоном его оси и эксцентреситетом орбиты.
Марс вращается вокруг нашего Солнца на среднем расстоянии 227 939 200 километров, что примерно в 1,5 раза превышает расстояние между Солнцем и Землей. Тем не менее, в ходе своего 686,971 дневного орбитального периода, это расстояние значительно изменяется. В течение марсианского года, орбита планеты варьируется в пределах от 206 700 000 километров (1,3814 а.е.) в перигелии до 249 200 000 километров (1,666 а.е.) в афелии.
В результате такого движения эксцентриситет планеты равен приблизительно 0,09, что больше, чем для любой другой планеты в Солнечной системе (за исключением Меркурия, эксцентриситет которого равен 0,20563). Тем не менее, многие из вас будут удивлены узнав, что около 1,35 миллиона лет назад, орбита Марса была близка к круговой, а его эксцентриситет составлял всего 0,002.
Более того, в течение последних 35 000 лет, орбита Марса становилась всё более эксцентричной из-за гравитационного воздействия других планет. Он достиг минимального эксцентриситета (0,079) примерно 19 000 лет назад, и достигнет своего пика (0,105) приблизительно через 24 000 лет.
Каждые 780 дней (779,94, если быть точным), Земля и Марс подходят на минимальное расстояние друг к другу. Это длится на протяжении примерно 8,5 дней, а расстояние между планетами не превышает 56 миллионов километров, что делает этот момент идеальным временем для отправки исследовательских миссий (продолжительность которых в данном случае составит всего 8 месяцев, а не несколько лет).
Сидерический день – количество времени, необходимое Марсу для того, чтобы завершить один оборот вокруг своей оси, составляет около 24 часов 37 минут и 22 секунд. В то же время, солнечный день (или сол) на Марсе – количество времени, необходимое для того чтобы Солнце вернулось в то же место в небе – длится 24 часа 39 минут и 35,244 секунд. Таким образом, марсианский год эквивалентен 668,5991 солам.
Ось Марса наклонена на 25,19 градусов по отношению к плоскости орбиты, что очень похоже на осевой наклон Земли (23,44 градуса). В результате на Марсе есть несколько сезонов, как и на Земле, однако они почти в два раза длиннее, поскольку его орбитальный период гораздо больше. Весна в северном полушарии (самый длинный сезон), длится приблизительно 7 земных месяцев. Лето занимает второе место по продолжительности, оно длится шесть месяцев, в то время как осень – 5,3 месяца, а зима чуть более 4 месяцев. В южном полушарии длина сезонов отличается незначительно.
Эксцентриситет орбиты Марса является важным фактором, когда речь идёт о сезонных циклах планеты. На протяжении лета в южном полушарии, планета находится вблизи перигелия, а на протяжении зимы – вблизи афелия. В результате, температуры в южном полушарии более экстремальны, чем в северном. Летом температура на юге может быть на 30 К (30°С, 54°F) выше, чем на севере.
На Марсе также наблюдаются самые большие пыльные бури в Солнечной системе, они могут быть как небольшими штормами, так и гигантскими ураганами (тысячи километров в диаметре), которые порой охватывают всю планету и погружают поверхность в тень. Как правило такие штормы появляются, когда Марс находится ближе всего к Солнцу, что объясняется, вероятно, увеличением глобальной температуры.
Таким образом Марс имеет много общего с Землей. В то же время, он имеет несколько ключевых отличий. Их знание будет иметь решающее значение, когда придёт время колонизировать Красную Планету.
Продолжительность времени, необходимая для того, чтобы завершить один круг по орбите вокруг Солнца называется звездным годом, и составляет около 686.98 земных солнечных дней, или же 668.5991 солов. Из-за эксцентриситета марсианской орбиты, продолжительность времен года на Марсе неодинакова. Ввиду того, что сезоны на Марсе меняются от равноденствия до солнцестояния и наоборот, сезон, который начинается в точке солнцестояния L