1965年7月14日水手四號抵達火星，至今已經五十個年頭。回顧過去，世界各國發射了許多火星探索任務，從飛掠、軌道衛星、登陸器，到探測車，其實火星探測並不總是一帆風順，竟只有比一半略高的成功機率，也正因為如此，成功的時刻更是讓人熱血沸騰！美國航太總署（NASA）就特別為火星探測五十週年製作了一部精彩影片 ，航向火星、重溫當時的悸動。
NASA更趁著火星熱，推出了 「MarsTrek 」網站，這可以說是NASA版的火星Google map，可以察看不同火星任務所拍攝的2D及3D影像，在右邊的工具欄還能選取不同影像層，切換不同鏡頭，甚至包括熱能影像和雷射影像。
1. 火星勘測軌道衛星（Mars Reconnaissance Orbiter，MRO）發現火星現在仍有液態水
若問2015年底天文界最火紅的電影是什麼？當然非《絕地救援》莫屬！這部電影不但狂掃全球票房，原著更成為近年來最紅的科幻小說。麥特．戴蒙在電影中飾演被獨自困在火星上的太空人馬克．瓦特尼，為了製造液態水種植馬鈴薯吃盡苦頭。電影在2015年10月1日上映，正當宣傳如火如荼之際，美國航太總署（NASA）就趁著這股電影帶動的人氣，在9月28日舉行記者會，公布在火星表面發現液態水的證據！（►《絕地救援》中真實的NASA科技 ）
在這之前，科學家談到火星上的水，通常討論的是歷史上曾經存在的水，或是冰凍的水。但這項最新的發現是：火星「現在」還有「液態水」！而《絕地救援》劇組當然也沒放過這個機會，請麥特．戴蒙拍了一段短片 ，拿著一杯開水對著鏡頭乾杯：「恭喜NASA的科學家們發現火星上有液態水存在！這真是個大新聞！真希望我被困在火星上的時候知道這件事，不過…… 下次我就知道有水了！」2010年，盧金德拉．歐嘉（Lujendra Ojha）還是美國亞歷桑納大學的大學生，他在火星勘測軌道衛星的高解析相機（HiRISE，High Resolution Imaging Science Experiment）影像中發現了季節性斜坡條紋（recurring slope lineae，簡稱RSL）。這些條紋出現在火星的陡峭山坡，在溫度高於攝氏零下23度時出現，較冷時又會消失（動畫 ），在這之後，HiRISE發現了越來越多季節性斜坡條紋的蹤跡。
天文學家發現火星表面斜坡上有隨季節變化的線條狀痕跡。
歐嘉等人利用火星勘測軌道衛星的光譜儀（CRISM，Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars），在季節性斜坡條紋最寬的時候，偵測到水合過氯酸鹽的證據（過氯酸鎂、氯酸鎂以及過氯酸鈉的水合物，光譜儀的分析結果請見上圖），而有些過氯酸鹽能將液體的凝固點降低至攝氏零下70度。
季節性斜坡條紋生成地區的光譜分析。a和b是光譜儀所測量的位置；c為測量結果，不同顏色分別為a圖和b圖中的不同位置； d圖為實驗室中不同水合鹽類的測量結果。
至於這些水是從何而來？科學家提出了三種可能性。第一種是過氯酸鹽會在火星空氣特別潮濕時，吸收大氣中的水分；第二種是火星地下的冰層與鹽類接觸後，融化形成鹽水；第三種可能，則來自地下的含水土層。歐嘉認為水在地表下方淺層流動，並透過毛細作用滲到地面將過氯酸鹽水合，形成我們看到的黑色條紋。這項研究發表在2015年9月28日出版的《自然地球科學》（Nature Geoscience）期刊。（►火星上有水的真正含意為何？ ）
2. 好奇號確認火星過去曾有湖泊
2015年10月8日，NASA又召開記者會，發布好奇號（Curiosity）火星探測車在蓋爾隕石坑（Gale Crater）進行地質研究，發現此處在過去33-38億年間，曾有河流和湖泊長期存在，使得沉積物逐漸累積形成夏普山（Mount Sharp）較低矮的地層。在這之前，科學家還無法確認這些一層層的沉積物是由風或水的作用所造成的，這篇研究發表在《科學》（Science）期刊。
好奇號探測車所拍攝到的蓋爾隕坑影像，地層證據顯示這裡過去曾有流動的水。
如果想體驗駕駛好奇號漫步火星的樂趣，NASA出版的Experience Curiosity 可以讓你駕駛好奇號，並可控制好奇號中主相機、導航相機、避險相機等設備，監測好奇號行走時，週邊環境的同步變化，操作超簡單，大家不妨上線親自試試！
其實不只是火星探測器，地面上的望遠鏡也能研究火星的過去！科學家想知道火星在年輕時到底蘊藏多少水？這些水又是如何流失？他們使用了地球上三個主要的紅外線望遠鏡，從地面觀測火星可見的半球面，研究火星大氣的水分子。結果顯示，火星大氣中的純水與重水比例，在不同位置及季節會改變。重水的水分子中包含了氫（H）的同位素─氘（D），當氫逸散到太空時，氘依然會被捕捉在火星大氣的水循環中。
研究人員發現，在火星極冠的冰帽中含有豐富的氘，這表示火星已經損失相當大量且巨觀的水了！他們發現，火星中的重水含量比地球海洋的還多，可以估算出現今的火星只保留古代海洋13%的水，存放在極冠的冰帽中，另87%消失的水，已經都逸散到太空中了！這也表示，早期的火星看起來與現在的面貌大不相同，以前應該有數量可觀的水覆蓋火星地表。這些水可能在火星北半球一區相當平坦，但呈現凹陷的平原，形成佔據火星表面約20%區域的海洋，這個海洋曾經的深度可能和地中海的平均深度差不多。
結合火星地形與目前最新的水量流失預測，研究人員可以模擬火星古代的海洋原貌，以及這些水是如何逸散到太空。火星數十億年來不斷流失大氣層，也失去保水所需的壓力及溫度，導致海洋退縮。留存下來的水，現在都凍結保存在火星南北極區中，形成了我們所看到的極冠。現在我們已經知道火星有水的時間，遠長過我們以前的認知，從好奇號的觀察得知，它有水的時間已經超過15億年了，比地球上生命演化的時間更長，而在這段時間內，究竟是否能夠發展出生命呢？
線上影音：【天文科學影片頻道】往昔的火星有多『水』呢？」
3. MAVEN確認太陽風吹走火星大氣
11月6日，NASA公布了另一項關於火星大氣的重大發現。科學家認為在數十億年前，溫暖的火星有厚厚的大氣，地表上還有水在流動，當時環境足以讓生命蓬勃發展，但為何現在只剩稀薄的大氣和遍野荒涼？科學家認為這是因為火星不像地球擁有全球性磁場的保護（火星有數百個傘狀磁區零散分布，也是有極光的喔），因此火星大氣上層的帶電氣體會被太陽風產生的電場加速，散逸到太空中。
藝術家的想像圖，太陽風將火星大氣吹走。
NASA 在2013年11月發射的火星大氣與揮發物演化任務號探測船（Mars Atmosphere andVolatile Evolution，簡稱MAVEN）於2014年9月18日抵達火星軌道。MAVEN發現太陽風將火星大氣吹走，讓一度像是地球的火星大氣變成今日「薄如紙、乾如骨」的模樣！MAVEN的觀測顯示太陽風以每秒 100 克的速率吹走火星大氣；而在2015年3月的太陽風暴時，也記錄到大氣加速流失的情形！數十億年前，太陽活動更為劇烈，當時的大氣流失想必更為嚴重。這篇研究發表在《科學》期刊。
線上影音：【天文科學影片頻道】MAVEN的首發觀測成就
4. 好奇號首次在火星表面確定偵測到有機質
火星探測車好奇號在它周圍的大氣中偵測到甲烷這種有機分子陡增10倍又回復常態的現象，也在鑽取下來的岩石碎屑樣本中偵測到其他有機分子（有機質是不同比例的碳氫氧元素組成的化合物）！甲烷豐度陡增又回復常態，顯示該地必定有某種小範圍的局部性甲烷來源。但目前尚無法確定甲烷源自生物過程，或非生物性的無機過程（橄欖石蛇紋岩化的過程也會產生甲烷）。部分媒體宣稱「已經在火星上發現細菌」的報導是不正確的，各位讀者可要明察秋毫！（►什麼樣的生物能生活在火星？ ）
火星上可能的甲烷循環機制。
好奇號偵測到火星表面的甲烷有突然增加的情形。火星探測任務近況
5. 火星探測任務近況
目前仍活躍的火星探索任務有七個， 其中有五個軌道衛星：2013年美國航太總署發射的MAVEN、印度發射的火星軌道探測器（Mars Orbiter Mission，簡稱MOM），2001年NASA發射的火星奧德賽號（Mars Odyssey），2005年NASA發射的火星勘測軌道衛星，2003年歐洲太空總署（ESA）發射的火星特快車號（Mars Express）；另外也有兩輛探測車目前仍活躍於火星上：2001年NASA發射的好奇號，以及2003年NASA發射的機會號（Opportunity）。
最近火星上的機會號完成了一項驚人的創舉， 它花了漫長的11年又2個月，跑完一場42.195公里的馬拉松！ 機會號不但是人類所設計在地球以外表面行駛最久的載具， 更神奇的是原本機會號的設計只計畫運作三個月時間， 但依靠著太陽能動力， 機會號從2004年1月登陸火星， 至今仍在火星上探索！
火星和月球探測車所行駛的距離比較。
另一項令人震驚的新聞是，2003年失蹤的英國火星登陸器──小獵犬2號（Beagle 2）一直音訊全無，但NASA的火星勘測軌道衛星竟然在事隔十多年後，在火星表面拍攝到小獵犬2號的蹤跡！
MRO所拍攝到的小獵犬號。
除了目前仍活躍的七個火星任務，歐洲太空總署在2016年3月成功發射了「火星天文 生物學任務」（Exobiology on Mars，簡稱ExoMars）的火星微量氣體探測軌道衛星（Trace Gas Orbiter，簡稱TGO），預計2016年10月19日入軌。未來幾年還有2018年的美國航太總署洞察號（Insight）登陸器，2020年歐洲太空總署火星天文 生物學任務的探測車，和美國航太總署的Mars 2020探測車。相信這些未來的火星探測任務，能幫助我們更了解火星的適居性，尋找火星上是否曾有微生物的蹤跡，更重要的當然是為2030年代將人類送上火星做準備！也請各位拭目以待囉！
