今年7、8月份是天象比较集中的时间段，多个精彩的“天庭大戏”将轮番上演。继本月初“火星合月”后，7月28日凌晨“火星大冲”和“月全食”将以同台献艺的方式诠释天文现象素有的浪漫与神秘。其中最让人期待的是“火星大冲”。
那么，什么是“火星大冲”，它有什么科学价值呢，我们怎样才能欣赏到这一天文奇观呢？
7月28日凌晨夜空中月球与火星的位置关系图（布丁提供）
什么是“火星大冲”？
火星古称“荧惑”，在中国最早记载可见于殷墟出土的甲骨文中。火星是太阳系八大行星中最像地球的一颗岩石行星。火星上有四季变化，表面干燥、年平均温度-64摄氏度。由于自身引力小，火星大气稀薄，气压也只有地球上的百分之一。迄今基于人类已发射的超过四十颗火星探测器所带来的火星数据，火星成为未来最可能的人类地外家园。中国也已将火星探测列入到未来一系列深空探测计划中，并将在2020年独立发射火星探测器。
降落在火星表面的中国火星探测器的着陆器及巡视器概念图
火星在天象的舞台上十分活跃，常以“守心”、“逆行”、“冲日”、“合月”等节目占据“天庭电视台”收视率TOP10。
当火星和太阳分别位于地球的两侧，此时三者大致呈一条直线，即称为“火星冲日”。火星在近日点前后发生冲日，就称为“大冲”。“大冲”天象每15年或者17年才会发生一次。“大冲”期间，火星与地球距离达到最近，火星此时看上去比平时显得更大、更明亮。而这次“大冲”发生时，火星目视星等将达到相对十分明亮的-2.8等，视直径约24.3角秒。待到本月31日前后，地球-火星之间距离将为0.385个天文单位，约5775万千米（火星离地球最远时可超过4亿千米）。下一次火星离地球更近则要到公元2287年8月28日，那时它距离我们约为5569万千米。
7月31日前后火星目视大小的变化情况（图片来源：NASA）
“火星大冲”时适宜发射火星探测器
“火星大冲”在科学研究方面的意义不及“火星凌日”现象，后者被用来分析火星大气情况。由于火星大冲发生时地球和火星相对距离较近时，因此对于将探测器发射向火星轨道确是难得良机。由于地球与火星的运行速度不同，工程师利用霍曼提出的转移轨道将探测器“抄近道”送入火星轨道，目的是节省推进燃料和时间。近年来人类用这种方法执行了大部分火星探测项目。
怎样能欣赏到“火星冲日”天文奇观？
7月27日傍晚太阳落山后，火星将从东南方升起，自东向西通宵在夜空中闪动。午夜时分，身处北半球的人们可以走向户外，利用肉眼可以看到在正南方向夜空中有个明亮的红色圆点。除肉眼观测外，还可以借助天文望远镜等专业天文观测设备，幸运的话还可能观测到火星北极的白色冰冠、中纬度地区的深色水手峡谷等火星表面的显著的地貌特征。除了火星，今年还是观测火星两颗卫星的的大好时机，火卫一和火卫二的亮度将达到10.6和11.7。
除了闪耀着的红色星球，次日凌晨，离火星不远处的月球也将以“食”的形式参演这初本年度最受关注的天幕剧。
此次月全食初亏在7月28日2时25分，食甚4时22分，生光5时14分，复圆6时20分。除中国最西端，我国大部地区将只能看到带食月落。这也将是2021年前在我国可以看到的最后一次月全食。
作者/鲁暘筱懿，行星物理博士
中国天文学会会员、国家遥感中心副研究员；
审稿/苟利军，国家天文台研究员
来源：科普中国头条创作与推送
