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天问一号登陆火星前 不妨先来一睹这颗红色星球的风采
身边的天文学
火星，一颗令人难以捉摸的红色行星，从来都是人们夜观星空的焦点之一。在亚述(古代西亚奴隶制国家)，火星被称为“流血的星”，是死亡、不幸和灾难之神的化身。古希腊和古罗马人则把它视为战神。而中国古人对它的称谓——荧惑，似乎更能体现其特点：荧荧似火而又行踪不定，最让人捉摸不透。
这段时间，火星探测又掀高潮，各国探测器将陆续登陆这颗红色的星球，我国天问一号火星探测器刚踩了一脚“刹车”，将于不久后抵达火星。在天问一号登陆火星前，我们不妨走出家门，“先行一步”看看这颗近日的“网红”星球。
“黑科技”帮忙捕捉火星踪迹
观测火星之前，我们首先需要知道火星的位置。行星之所以叫行星，就是因为它们在星空中的位置游移不定。尤其是火星，堪称行星中最难以捉摸的，有时候它一整年的观测条件都不错，有时候却又连续四五个月都难觅踪影。这是因为火星的会合周期是所有行星中最长的，平均为780天左右，比排第二的金星会合周期长了近200天。在这780天里，大约有120天火星离太阳的角度不超过20度，在地球上很难观测到；也有差不多200天，火星离太阳的角度都在90度以上，每晚至少有一半的时间仰望星空都能见到它。
虽然“难觅踪影”，我们还是可以依靠黑科技——手机和电脑上比较流行的星图软件，来查询火星以及其他各类天体的位置。
2021年火星的运行情况大致为：2月底至3月份，火星在金牛座运行，日落后位于西南方天空，大约在次日凌晨落山，前半夜观测条件不错。到四五月份，火星由金牛座运行至双子座，落山时间提前至23点左右，前半夜可见。再往后，它的落山时间逐日提前。从8月上旬一直到年底，它都在太阳附近运行，就难以看到了。
如何分辨火星和“邻居”毕宿五
3月，天黑之后，我们向西南方向的高空望去，可以见到两颗颜色发红的亮星，在天空中相隔不到两个拳头。它们就是火星和金牛座的最亮星——毕宿五。
这段时间火星的亮度和毕宿五差不多，两者颜色也比较接近，都呈橙黄色，火星只是显得略红一点儿。在高度上，它俩也相差不大。要想区分它们，有一个简单的方法：行星不闪恒星闪。恒星离地球非常遥远，都是点光源，当星光透过地球大气层时，由于大气抖动的影响，就会出现闪烁。而行星离地球近，是面光源，相当于由许多点光源聚集而成。各点的光虽然都有波动，但这些波动既不同时发生，也不在同一方向，会相互抵消。所以我们不会看到火星发生明显闪烁，而毕宿五则经常会“一闪一闪眨眼睛”。
当然，我们也可以利用软件的实时星空功能，只需把手机对着天空，屏幕上会自动显示出这片天区里的天体，火星、毕宿五等天体都就会“原形毕露”。
选对望远镜也很重要
如果用肉眼观测，行星和恒星除了亮度和闪烁等差别外，并没有什么不同。所以，如果想要一览火星的表面风光，就必须借助于望远镜。
城区的光污染对行星观测影响不大，但大气宁静度和透明度则是越佳越好。所以我们不必专程赶往郊外，而应该尽量选择一个无风的晴夜观测。另外，火星的视直径最大为25角秒左右(1度=3600角秒)，大多数时候都只有十几角秒甚至几角秒，至少需要放大数十倍才能看到。常见的双筒望远镜都不足以胜任。
一般的60—80毫米小口径天文望远镜，配合70倍以上的放大倍数，可以看到火星视圆面。使用口径更大、焦距更长的望远镜，能看到它两极的白色极冠，甚至还能看出南北半球的差异。火星的地势特点是南高北阔，南半球海拔更高、陨击坑多，颜色偏暗黑。北半球则几乎都是低缓开阔的熔岩平原，呈橘黄色。
今年3月，火星的视直径只有6角秒左右，需要使用短焦距目镜或增倍镜来获得更高的放大倍数。不过倍数也不是越大越好，最大不要超过口径(以毫米为单位)的2倍，例如80毫米口径的极限放大倍数就是160倍。实际上，由于物镜、目镜的光学质量限制，很多望远镜的极限倍数甚至还达不到口径的数值。例如有的102毫米折射望远镜在100倍时，无论怎么调焦，视野里都是模糊一片。这意味着望远镜的分辨率不足以匹配这么大的倍数，分辨不出更多的细节了。
我们在网上见到的那些漂亮火星照片，大都是把相机或网络摄像头接在望远镜后面，拍摄多张，再用软件叠加处理而成。用望远镜目视，是看不到这种效果的。而像著名的水手谷、奥林匹斯山等火星地貌，以及火卫一和火卫二等目标，更是大大超出了小望远镜的观测能力。关于这颗红色星球的更多细节，期待天问一号能给人们带来新的惊喜！
(作者系北京天文馆副研究员)
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