在宇宙的浩瀚舞台上,地球即将迎来其红色邻居——火星的“亲密接触”。据天文观测,1月12日,火星将运行至本轮会合周期中距离地球最近的位置,为公众呈现近两年中最为壮观的一次火星观测机会。届时,地球与火星之间的距离将缩短至约9600万千米,相当于0.642个天文单位,火星的亮度也将达到-1.4等,犹如夜空中一颗璀璨的明珠。
中国科学院紫金山天文台的科普专家王科超解释了“最近”这一概念。他指出,火星与地球都遵循着太阳的引力,在其轨道上时而远离,时而靠近。平均每26个月,即约780天,这两颗行星会迎来一次“最接近”的时刻。然而,由于它们的轨道并非完美的圆形,而是椭圆,并且存在一定的倾角,因此每次会合周期中的最近距离都会有所不同。
王科超进一步解释说,在一个会合周期内,火星与地球的“最近距离”通常在0.38至0.67个天文单位之间波动,而火星的视星等则在-2.8到-1.2等之间变化。尽管本次会合周期中的“最接近”并非历史最佳,但依然是观测火星的绝佳时机。
在火星与地球“最接近”的前后时间段内,都是观测火星的黄金时期。借助高倍率、大口径的天文望远镜,观测者不仅可以目睹火星两极那犹如白色帽子的极冠,还能观察到火星南北半球因地貌差异而产生的明暗对比。火星极冠主要由固态二氧化碳构成,其面积随着季节的变化而变化,冬季扩大,夏季缩小。
火星与地球“最接近”的前一段时间,也是向火星发射探测器的理想“窗口期”。由于火星与地球之间的最远距离可超过4亿千米,而最近距离则约为5500万千米,因此选择合适的时机发射探测器,可以显著缩短探测器在地火之间的飞行时间。这一点在2020年7月得到了充分验证,当时阿联酋、中国和美国分别发射了各自的火星探测器,正是利用了这一有利时机。
值得注意的是,每个会合周期中,火星这样的地外行星与地球的“最接近”时刻,通常发生在地外行星冲日前后。继1月12日火星与地球“相会”后,1月16日将迎来火星冲日。在冲日时,火星与太阳的地心视黄经相差180度,即地球、火星和太阳几乎排成一条直线。如果冲日时火星恰好运行至近日点附近,则称为火星大冲,这是一个更为罕见的观测和发射探测器的机会。王科超表示,火星大冲时,火星与地球的距离更近,是火星探测器发射窗口期中的“最优黄金期”。