观测良机：三星一线带来的行星冲日！

　　火星冲日，就是火星位于日地连线上，并且和地球同位于太阳的一侧。而当火星在接近近日点时冲，则称为大冲，在太阳系的行星大冲之中，火星大冲是最为典型而壮观的。
　　古代被称为荧惑的天体将再一次与地球、太阳连成一线，和地球来个“亲密接触”，成为彻夜可见的红星。从观感上看，无论是在过去15年，还是未来17年的时间里，我们都没有如此好的机会仔细端详夜空中的红色行星。
　　所谓冲，就是太阳与行星分列地球两侧，而且三者在黄道面的投影形成一条直线。当行星冲日时，火星与地球距离相对较近，而且整夜可见，特别适合进行观测，因此，行星冲日也是每年天象的重头戏。
　　今年，则是五星冲日的年头。木星、土星、火星、海王星、天王星轮番上演冲日大戏。由于火星离我们最近，因此火星冲日一直以来备受关注，更何况，今年还是10多年才有一次的火星大冲。
　　地球与火星均围绕太阳公转，如果把公转轨道比喻成赛道，那么地球在“跑道”的内侧，跑得比火星要快一些。在地球上一年约等于365天，火星上1年则约等于687天，因此每隔2年又2个月的时间，地球就会从后面追上火星。
　　“地球和火星轨道均为椭圆形，因此每次冲日时，火星与地球的距离不同，如果冲日时火星恰好位于近日点附近，这就叫做大冲。”北京天文馆助理研究员马劲告诉科技日报记者，“大冲是非常适宜观测的，此时由于与地球距离非常近，因此看起来明亮而又通红。”
　　上一次火星大冲在2003年8月。“那也是6万年来火星与地球最近的一次，两颗行星最近的距离约为5500多万公里。今年火星大冲仅次于2003年。”马劲说。
　　今年火星大冲的时间是7月27日深夜11时后。在火星冲日的前后几天都适宜观测。这几天当太阳落山时，火星从东方升起，日出时才从西方落下，对于北半球的观测者来说，火星在当地午夜时分位于正南方。
　　下一次火星大冲，是2035年的9月，距今17年。火星大冲周期为何是15或17年？这与地球与火星的汇合周期有关。
　　事实上，火星大冲最理想的位置是地球位于远日点，而火星位于近日点，这样两者距离最小，火星看着最亮。“不过这样理想的状态并不存在，因为地球远日点与火星近日点存在着53的夹角，”南京大学天文与空间科学学院教授周礼勇介绍，“所以只要火地距离比较接近理想中的最小值，就可以认定是大冲了。”
　　由于公转周期的不同，地球每次“追上”火星时，两者的位置都会比上一个汇合点前进一点点，直到累计15年或17年时，地球恰巧“追上”位于近日点附近的火星。而后，又是新一轮的追赶，以15或17年的时间为周期周而复始。
　　实际上，并非只有大冲是观测火星的良机。“2033年6月出现的火星冲日虽然不是大冲，但火星亮度达到了2。5等，明显高于其他冲日时期，因此很适宜观测。”马劲说。
　　观测效果还得看火星“心情”
　　人们对火星大冲充满期待，但马劲还是提醒说，火星大冲并非一般意义上的“壮观”天象，不像流星雨、月全食那样给人带来视觉冲击。“尽管大冲前后火星看起来又红又亮，但普通肉眼观测也仅限于此了，还是需要通过天文望远镜等观测设备，才能看到一些有趣的细节。”
　　马劲介绍，观测行星时，木星和土星都有非常明显的细节可以观看，但火星几乎只能看到一个红色的圆面。大冲时可以看到火星上面白色的极冠，深色的盆地与峡谷和浅色的平原，还有条纹、过去被认为是“运河”的一些其他细节。
　　不过，有些天文爱好者对于今年的火星大冲能否顺利观测比较担心。沈阳的天文爱好者国毅告诉科技日报记者，火星上的沙尘暴是否停止决定了观测效果。据美国相关部门6月份发布的一条新闻显示，火星上正在刮一场“史诗”级别的沙尘暴，导致“好奇”号火星探测器无法正常运行。
　　“火星的沙尘暴往往是全球性的，”周礼勇介绍说，“不像地球上有海洋、森林、城市等等可以阻挡沙尘暴的东西，火星大气也非常稀薄，一旦刮起来往往会覆盖整个星球，只能看到模模糊糊的表面。”
　　至于火星沙尘暴能否在大冲来临之前停止，“那就只能看火星的‘心情’了。”国毅说。
　　无论是东方还是西方，都存在着大量关于冲日、五星连珠影响地球、人类生活的预言，那么行星冲日对地球会有什么影响吗？
　　“从目前掌握的科学资料来看，行星冲日只是一种正常的天体运行规律，对地球产生的影响几乎可以忽略不计，”周礼勇介绍说。太阳质量太大、月球离我们太近，都是直接影响到地球气候、潮汐的因素。“但行星的引力比起来就小多了，很难说有何种科学上的意义。”
　　即便是火星冲日，更多意义存在于天文爱好者观测层面。“相比冲日，在行星轨道运行方面科学家们更关注凌日现象，”周礼勇说。所谓凌日，是指水星、金星两颗地內行星运行到地球和太阳的连线上。“凌日时，阳光会穿过行星大气层，此时对其进行观测，可以分析行星的大气结构和成分组成。”
　　公元17世纪，英国天文学家哈雷曾经提出，金星凌日时，在地球上两个不同地点同时测定金星穿越太阳表面所需的时间，由此算出太阳的视差，可以得出准确的日地距离。不过哈雷本人活了86岁，也没有赶上过金星凌日的现象。
　　尽管火星冲日在科学研究上的意义并不显著，但依然为人类探索火星提供了一些便利。在火星冲日尤其是大冲时，火星与地球的距离较近。1925年，德国物理学家霍曼提出了霍曼转移轨道的概念。这条椭圆轨道连接着地球轨道与火星轨道。航天器发射升空后，先在地球附近加速，进入霍曼转移轨道，再在火星附近减速，被火星捕获。由于地球运动速度比火星快，因此航天器要在一段时间飞行后恰巧被火星捕获，必须在火星运行到地球前方一段距离的时刻发射。而这一时刻，距离火星冲日约三个月。实际上，近40年来，人类陆续成功向火星发射了20多个火星探测器，其中大部分都是在火星冲日前三个月左右发射的，这样可以最大程度上减少燃料的消耗，便于将探测器送上火星。