火星と地球にはかなり多くの共通点があります。どちらも地球型惑星であり、どちらも太陽の居住可能ゾーン内にあり、極域の氷冠、同様に傾斜した軸、および同様の温度変化を持っています。そして、探査機と大気探査機によって得られた最新の科学的データのいくつかによれば、火星はかつて高密度の大気を持ち、暖かく流れる水で覆われていたことが今では知られています。
しかし、1年の長さや季節の長さなどに関しては、火星と地球はまったく異なります。地球と比較すると、火星の1年はほぼ2倍の長さ、つまり686.98地球日です。これは、火星が太陽からかなり離れており、その軌道周期(太陽の軌道にかかる時間)が地球の軌道周期よりもかなり長いという事実によるものです。
軌道期間:
太陽からの火星の平均距離(準主軸)は227,939,200 km(141,634,852.46 mi)で、地球と太陽の間の距離(1.52 AU)のおよそ1.5倍です。地球と比較すると、その軌道はかなり偏心しており(0.0934対0.0167)、近日点で206.7百万km(128,437,425.435 mi; 1.3814 AU)から遠日点で2億4,920万km(154,845,701 mi; 1.666 AU)の範囲です。この距離で、24.077 km / sの軌道速度で、火星は太陽の周りの軌道を完了するのに1.88地球年に相当する686.971地球日を要します。
この離心率は太陽系で最も顕著なものの1つであり、水星だけがより大きい(0.205)です。ただし、これが常に当てはまるわけではありません。およそ135万年前、火星の偏心はわずか0.002で、軌道はほぼ円形になりました。約19、000年前に0.079の最小偏心に達し、今から約24、000年で0.105にピークを迎えます。
しかし、過去35,000年間、他の惑星の重力効果のために、火星の軌道は少し偏心しています。地球と火星の間の最も近い距離は、次の25,000年の間、穏やかに減少し続けます。そして、約100万年後には、その偏心が再び現在の状態に近くなります。推定偏心は0.01です。
アースデイズ対火星の「ソル」:
火星の1年は地球の1年よりも大幅に長いのに対し、地球の1日と火星の日(別名「Sol」)の違いは重要ではありません。まず、火星は24時間37分22秒かかり、その軸上での1回転(別名、恒星日)を完了します。この場合、地球の方がわずかに少なくなります(23時間56分4.1秒)。
一方、火星上空の同じ場所に太陽が現れるまでには24時間39分35秒かかります(別名太陽の日)。 。これは、火星の日の長さに基づいて、火星の年が668.5991ソルになることを意味します。
季節変動:
火星には、地球と同じような季節の周期もあります。これは一部には、火星にもその軌道面に対して25.19°傾いている(地球の軸方向の傾きが約23.44°であるのと比較して)傾いている軸があるという事実によるものです。また、火星の軌道の離心率が原因です。つまり、1年のある時期に、太陽の輝きの邪魔を定期的に受けることはありません。この距離の変化により、温度が大きく変動します。
惑星の平均気温は-46°C(51°F)ですが、これは冬の極での-143°C(-225.4°F)から35°C(95°F)までの範囲です。赤道での夏と正午。これは、地球の表面温度と非常によく似た平均表面温度の変化、つまり178°C(320.4°F)と145.9°C(262.5°F)の差に相当します。この高温は、火星の表面に液体の水が(断続的にではありますが)依然として流れることを可能にします。
さらに、火星の離心率とは、太陽から遠ざかるほど軌道が遅くなり、近づくほど速く移動することを意味します(ケプラーの3つの惑星運動の法則に記載)。火星の遠日点は、北半球では春と一致するため、地球上で最も長いシーズンになり、約7か月続きます。夏は2番目に長く、6か月続きますが、秋と冬はそれぞれ5.3か4か月強続きます。
南では、季節の長さがわずかに異なるだけです。火星は、南半球が夏で北が冬の場合は近日点の近くにあり、南半球が冬で北が夏の場合は遠日点の近くです。その結果、南半球の季節はより極端になり、北半球の季節は穏やかになります。南の夏の気温は、北の対応する夏の気温よりも最大30 K(30°C; 54°F)高くなることがあります。
気象パターン:
これらの季節変動により、火星は極端な天候を経験することができます。最も注目すべきは、火星は太陽系で最大の砂嵐を持っていることです。これらは、小さな領域の嵐から、惑星全体を覆い、表面を見えなくする巨大な嵐(直径数千km)までさまざまです。火星が太陽に最も近いときに発生する傾向があり、地球の気温を上昇させることが示されています。
これに気づいた最初の使命は マリナー9 1971年に火星を周回した最初の宇宙船であるオービターは、霞の中で消費された世界の写真を地球に送り返しました。惑星全体が砂嵐で覆われているため、雲の上に見えるのは、高さ24 kmの火星の巨大火山であるオリンパスモンスだけでした。この嵐は一ヶ月続き、遅れた マリナー9は、惑星を詳細に撮影しようとしています。
そして、2001年6月9日、ハッブル宇宙望遠鏡は火星のヘラス盆地で砂嵐を発見しました。 7月までに、嵐は消滅しましたが、その後再び成長し、25年間で最大の嵐になりました。嵐が大きすぎたため、小さな望遠鏡を使っているアマチュア天文学者は地球からそれを見ることができました。そして雲は、極寒の火星の大気の温度を驚異的な30°Cだけ上昇させました。
これらの嵐は、火星が太陽に最も近いときに発生する傾向があり、気温が上昇し、空気と土壌の変化を引き起こした結果です。土壌が乾燥すると、熱の増加による圧力変化によって引き起こされる気流によって、土壌がより簡単に拾われます。砂嵐により気温はさらに上昇し、火星は独自の温室効果を経験します。
季節や日の長さの違いを考えると、標準的な火星のカレンダーがこれまでに開発される可能性があるかどうか疑問に思われます。実際には可能ですが、少し難しいでしょう。一つには、火星のカレンダーは火星の独特の天文周期を説明する必要があり、私たち自身の非天文周期は7日間でそれらと連動します。
カレンダーを設計する際のもう1つの考慮事項は、1年の日数の端数を考慮することです。地球の年は365.24219日なので、暦年はそれに応じて365日または366日を含みます。そのような式は、火星の668.5921-solを説明するために開発する必要があります。人類がますます赤い惑星の探査(そしておそらく植民地化)に取り組むようになるにつれて、これらすべてが確かに問題になるでしょう。
スペースマガジンでは、火星に関する興味深い記事を数多く書いています。他の惑星での年はどれくらいですか?、どの惑星が最も長い日を持っていますか?、水星での年はどのくらいですか?地球での年はどのくらいですか?、金星での年はどのくらいですか?、木星の年?、土星の年はどのくらいですか?、天王星の年はどのくらいですか?、海王星の年はどのくらいですか?、冥王星の年はどのくらいですか?
詳細については、火星のNASAの太陽系探査ページをご覧ください。
天文学キャストは、主題についていくつかの興味深いエピソードを持っています。エピソード52:火星、およびエピソード91:火星の水の探索のように。