Mars je četvrta planeta po udaljenosti od Sunca, vidljiva sa Zemlje prostim okom i zato je poznata od davnina.
Promjer mu je 6 794 km, masa 0,107 Zemljine mase, srednja gustoća 3,94 • 103 kg/m3, a površinsko ubrzanje sile teže 0,38 ubrzanja sile teže na Zemlji.
Ima dva pratioca nepravilnog oblika, Deimos (11 km × 12 km × 15 km) i Phobos (19 km × 22 km × 27 km).
Sunčev mu dan traje gotovo kao i Zemljin, 24 h i 40 min. Oko Sunca obiđe za 687 zemaljskih dana, od Sunca je prosječno udaljen 228 milijuna km, a zbog nagiba osi vrtnje prema ravnini staze od 25°12' i izduljenosti staze, pokazuje godišnja doba.
Pogled sa Zemlje otkriva na Marsu bijele polarne kape, crvenkastonarančastu površinu s tamnijim i svjetlijim dijelovima te vrlo rijetku atmosferu, koja se sastoji od 95% ugljikova dioksida, 2,7% dušika, 1,6% argona te primjesa. Površinski tlak iznosi oko 700 Pa. U atmosferi se pojavljuju oblaci, a podižu se i pješčane oluje.
Temperatura može biti od –140 °C do nešto više od 0 °C, ovisno o dobu dana i godine te o položaju Marsa na stazi.
Pojave na površini nazivane su prema kontrastu morima, zaljevima, planinama i slično (albedo), a stvaran reljef ustanovljen je s pomoću međuplanetarnih letjelica.
Još jedan razlog za znanstvenike da očekuju život na Marsu uočili su sezonske promjene boje na površini planete. Ovaj fenomen je doveo do špekulacija da uvjeti mogli podržati život na Marsu vegetaciju tijekom toplijih mjeseci i uzrokovati biljni svijet i postati aktivna tijekom hladnijih razdoblja.
U srpnju 1965. godine, Mariner 4, prenosi 22 izbliza slike Marsa. Sve što je objavljeno je površina koja sadrži mnoge kratere i prirodno nastalih kanala, ali nema dokaza o umjetnim kanalima ili tekućoj vodi.
Oni vjeruju da kombinacija solarnog ultraljubičastog zračenja koje zasićuje površinu, ekstremna suhoća tla i tla kemijski oksidirajuće naravi, spriječen nastanak živih organizama na tlu Marsa. Ostaje otvoreno pitanje života na Marsu u nekom trenutku u dalekoj prošlosti.
Ostali instrumenti nisu našli nikakav znak organske kemije, ali su dali točnu i konačnu analizu sastava atmosfere Marsa što je otkrilo prije neotkrivene elemente u tragovima.
Atmosfera na Marsu je sasvim različit od Zemlje.
To se u prvom redu sastoji od ugljičnog dioksida u malim količinama drugih plinova. Šest najčešćih sastojaka atmosfere su:
Ugljični dioksid (CO2): 95,32%
Dušika (N2): 1.89%
Argon (Ar): 1.9%
Kisik (O2): 0,14%
Voda (H2O): 0.03%
Neon (Ne): 0,00025%
Marsovski zrak sadrži samo oko 1 / 1.000 više vode kao naš zrak, ali čak i ta mala količina može se kondenzirati, formirati oblake koji putuju visoko u atmosferu ili vrtlog oko obronaka visokih vulkana. Lokalne mrlje rane jutarnje magle mogu se formirati u dolinama.
Na mjestu Viking Lander 2, tanki sloj smrznute vode prekrije tlo svake zime.
Marsov pejzaž sličan je Zemljinom i Mjesečevu, no ima i svojih posebnosti. Teren je prosječnog nagiba 3°. Površina Marsa je crvene boje zbog velikih količina željeza koje sadrži. Možemo je podijeliti na sjevernu i južnu polutku granicom koja siječe ekvator pod kutem od 35°. Teren južne je u prosjeku 2-3 kilometra viši od sjeverne, uglavnom zbog razlike u gustoći kore. Južna polutka puna je udarnih meteorskih kratera veličine od 3 do 120 km nastalih u doba bombardiranja planetoidima.
Manji krateri su malobrojni.
Na sjevernom dijelu prevladava bazalt koji je gušći od granita i zato ima niži ravnotežni položaj. To bazaltno područje je zapravo kora prelivena lavom koja je uništila starije kratere, zbog čega je ravnija. Za razliku od Mjesečevih kratera, Marsovi u pravilu nemaju središnju izbočinu i zasuti su izmrvljenim materijalom.
Na Marsovoj se površini razlikuje nekoliko oblika reljefa.
Glatke kružne udubine okružene planinskim lancem na rubu nazivaju se bazeni. Najveći su Planitia Argyre (Argirska ravnica) promjera 1 000 km i Planitia Hellas (Grčka ravnica) promjera 1 700 km. Oba bazena su svijetle površine. Dno Planitiae Hellas prekriveno je pješčanim slojem tako da nema nikakvih vidljivih detalja, a od okoline (brdovitog područja Hellespontus - Dardaneli) niže je 6 kilometara. Tlak u toj potolini dovoljan je za ukapljivanje vode (6,1 mbar).
Okružena je masivnim planinskim prstenom visokim oko 2 km, najvjerojatnije nastalim izbacivanjem materijala iz bazena pri udaru asteroida.
Znatno doprinosi visokoj topografiji južne polutke.
Manji bazeni promjera nekoliko stotina kilometara, veoma podsjećaju na veće kratere.
Među najspektakularnije pojave na Marsovoj površini zasigurno se ubraja i splet kanjona Valles Marineris (Marinerove doline), dug 4 500 km, širok između 100 i 200 km, a dubok 6 - 7 km.
1. Piješčani valovi u prvom planu, tipični onih iz dolina u ovom području unutar kratera Gale
2. Pahrumpu Hills dio Murray formacije, gdje je oko 60 metara vertikalne (18 metara) od slojeva stijena
3. Tamnije greben u daljini prema lijevoj strani
4. Sjeverozapadni obronci planine Sharp u pozadini, gdje je nagli prijelaz očit između Buttes i dolina u donjem dijelu i neravni i izrezbarenih kreveta u gornjem dijelu
Ovaj stav objedinjuje nekoliko izloženosti koje donose Mastcam u lijevom oku kamere. Boja je otprilike bijelo-uravnotežena nalikuje sceni koja će se pojaviti u dnevnim svjetlosnim uvjetima na Zemlji.
Postoje dokazi da je u prošlosti gušća Marsova atmosfera mogla dopustiti protok vode na planeti.
Fizičke osobine nalikuju obalama, klancima, koritima i otocima pokazujći da je planeta označena nakon velikih rijeka.
Prosječna temperatura zabilježena na Marsu je -63 ° C (-81 ° F) s maksimalnom temperaturom od 20 ° C (68 ° F) i minimalno -140 ° C (-220 ° F).
Tlak zraka varira kod svakog slijetanja na polugodišnjoj osnovi. Ugljični dioksid je glavni sastojak atmosfere, zamrzava se u obliku goleme polarne kape, naizmjence na svakom polu.
Ugljični dioksid stvara veliki pokrov snijega, a zatim ponovno isparava s dolaskom proljeća u svakoj hemisferi. Kad je južna kapa najveća, srednji dnevni tlak zabilježio je Viking Lander 1, nisku kao i 6,8 milibara; po drugi puta ove godine bio je visok 9,0 milibara.
Tlak na mjestu Viking Lander 2 su 7,3 i 10,8 milibara. Za usporedbu, prosječni tlak Zemlje je 1000 milibara.
Slike su nastale 17. rujna 2014. godine, tijekom 751. Marsovog dana, znanstvenog rada na Marsu.
Rover tim koriste ove slike za odabir prvog bušenja mjesto na Pahrumpu Hills, koji je dio osnovnog sloja Mount Sharp. Odabrano mjesto bušenja je u blizini dijela blijedog izdanka s desne strane piješčanog vala.
Tijekom kratke astronautske ere spoznato je o Marsu mnogo više nego kroz sva stoljeća prije.
Prva uspješna sonda Mariner 4 poslala je u srpnju 1965. seriju od 22 fotografije koje su otkrile mnoge kratere i prirodno nastale kanjone, ali ništa što bi navodilo na postojanje umjetnih kanala od tekuće vode. Mariner 4 je 15. srpnja 1965. prošao kraj Marsa na daljini od 10 000 kilometara.
Mariner 6 i Mariner 7 prošli su 1969. na daljini od 3 500 km odnosno 3 200 km, a Mariner 9 prvi je ušao 1971. u putanju oko Marsa, s perihelom 1 400 km iznad tla, i djelovao je čitavu godinu.
Sonda Mariner 9 prva je uspješno poslala slike s površine Marsa, a ispitivana su i fizička svojstva tla i atmosfere. U srpnju i listopadu 1976. na površinu Marsa sletjele su letjelice Viking Lander 1 i Viking Lander 2 te provele tri biološka eksperimenta kojima je otkrivena neobična kemijska aktivnost, ali ni traga živim mikrobiološkim organizmima.
Prema tumačenju biologa koji su sudjelovali u misijama, Mars se samo-sterilizira kombinacijom smrtonosnog ultraljubičastog zračenja, ekstremne sušnosti i oksidirajuće naravi tla.
Rover Curiosity otkrio je neobjašnjiv rast koncentracije metana u atmosferi Marsa za što znanstvenici nemaju odgovor.
Naime, rover Curiosity otkrio je neobjašnjiv rast koncentracije metana u atmosferi, za što znanstvenici nemaju odgovor. Još uvijek nisu sigurni što uzrokuje ove iznenadne poraste, ali moguće je da do njih dolazi zbog vrlo sitnih bakterijskih organizama. Naime, na Zemlji, čak 95 posto metana proizvode mikrobi.
Ako ovaj plin na Marsu zaista proizvode živa bića, odnosno mikrobi, to bi značilo da je čovječanstvo stiglo do jednog od najvećih otkrića u povijesti, prenosi NBC News.
Znanstvenici su do otkrića došli uz pomoć posebnih instrumenata na roveru Curiosity koji su posljednjih 20 mjeseci uzimali i analizirali uzorke. Robot istražuje 150 kilometara širok krater Gale nastao udarom asteroida.
Mars posjeduje slabo magnetsko polje. U usporedbi sa Zemljinim, jakost Marsova polja je oko 500 puta slabija. Osim toga, magnetski polovi Marsa su suprotno orijentirani od Zemljinih.
Zemljin sjeverni magnetski pol se nalazi blizu južnog areografskog pola, a na Marsu je sjeverni magnetski pol na sjevernom areografskom polu.
Polarne se kape sastoje od smrznute vode i ugljikova dioksida. Zimi se ugljikov dioksid djelomice smrzava pa atmosferski tlak pada za 1/3. Sjeverna i južna polutka geološki se razlikuju. Tlo sjeverne polutke geološki je mlađe, reljef mu je nekoliko kilometara niži od reljefa južne polutke; na južnoj polutki prevladavaju udarni krateri od pada meteoroida, a na sjevernoj ugasli vulkani.
Na Marsu se nalazi najviši ugasli vulkan u cijelom Sunčevu sustavu, Olympus Mons, visok više od 27 km i promjera većega od 500 km. Marsovo tlo sastoji se od kremena i limonita i slično je Zemljinu tlu, osim velike prisutnosti željeza na njegovoj površini (oko 13,5%) u obliku oksida, što tlu daje crvenkastonarančastu boju.
Mars ima ionosferu te vrlo slabo magnetsko polje. Tokovi nekadašnjih rijeka vode od južne na sjevernu polutku. Snimkama na površini ustanovljeno je postojanje sedimenata nastalih taloženjem u vodi. Zbog malene mase Mars je izgubio velik dio nekadašnje atmosfere i većinu vode u slobodnom stanju, osim malih smrznutih količina na polovima. Moguće je postojanje vode u smrznutom stanju ispod površine Marsa.
Traga se i za mogućim ostatcima nekadašnjih oblika života, za sada bez pouzdanih podataka.
Zemlji slični oblici na Marsovoj površini su ugasli vulkani. Ima ih nekoliko desetaka, a uglavnom su smješteni na sjevernoj polutki. U njih ubrajamo i najveći vulkan u Sunčevu sustavu, Olympus Mons (Olimpska gora). Uzdiže se 27 km nad okolinu, a star je oko 2,5 milijarde godina. Promjera je 600 km, a njegov rub je strma, gotovo okomita litica visoka 4 - 6 km. Iako je vrlo visok, zbog velikog promjera ima prosječni nagib od samo 3° - 5° tako da nije stožastog oblika nego plosnat.
Olympus Mons se nalazi zapadno od predjela Tharsis (Tarsej), najvećeg vulkanskog područja. Tharsis je visoravan kraj Marsova ekvatora prosječne visine 7 km i širine 5 000 km. Na njoj se nalaze još tri gigantska vulkana: Arsia Mons (Arsijska gora), Pavonis Mons (Paunova gora) i Ascraeus Mons (Askarska gora).
Sva četiri ubrajamo u štitaste ("havajske") vulkane, zbog oblika koji je nastao izljevnom erupcijom, relativno mirnim izlijevanjem bazaltne lave koja je sporo tekla formirajući vulkanski stožac.
