Mars is vanaf de zon geteld de vierde planeet van ons zonnestelsel, om de zon draaiend in een baan tussen die van de Aarde en die van Jupiter. De planeet is kleiner dan de Aarde en met een (maximale) magnitude van -2,9 minder helder dan Venus en meestal minder helder dan Jupiter. Mars wordt wel de rode planeet genoemd maar is in werkelijkheid eerder okerkleurig. De planeet is vernoemd naar de Romeinse god van de oorlog. Mars is gemakkelijk met het blote oog te bespeuren, vooral in de maanden rond een oppositie. 's Nachts is Mars dan te zien als een heldere roodachtige "ster" die evenwel door haar relatieve nabijheid geen puntbron is maar een schijfje. Daarom flonkert Mars niet zoals de verre rode reuzenster Aldebaran.
Mars is een terrestrische planeet met een ijle atmosfeer. Het oppervlak is op sommige plekken net zoals dat van de Maan bezaaid met inslagkraters, terwijl op andere plaatsen net zoals op de Aarde, vulkanen, valleien, zandduinen en poolkappen voorkomen. Verder komen ook de rotatieperiode (de sol) en de wisselingen van de seizoenen op Mars bij benadering overeen met die van de Aarde. Mars heeft twee kleine, onregelmatig gevormde manen; Phobos en Deimos.
Voor de tijd van de ruimtevaart werd vaak gedacht dat leven en vloeibaar water op Mars voorkwamen. Nadat in 1965 de ruimtesonde Mariner 4 langs Mars vloog, werd duidelijk dat geen van beide het geval kon zijn. In 2003 ontdekte de ESA-sonde Mars Express water in de vorm van waterdamp en ijs op Mars.Water en ijs ontdekt op Mars IJs op Mars. Gearchiveerd op 19 oktober 2017. In 2008 werden door de ruimtesonde Phoenix ijsmonsters rechtstreeks onderzocht. NASA: "NASA Spacecraft Confirms Martian Water, Mission Extended" / de Volkskrant.nl: "NASA bevestigt aanwezigheid water op Mars" Waarnemingen door de Mars Reconnaissance Orbiter bevestigde dat er grote hoeveelheden ijs onder het oppervlak van Mars voorkomen. Ook werden oude rivierdelta's, meerbodems en uitgesleten dalen vastgelegd, die aantonen dat Mars ooit een veel natter klimaat moet hebben gehad. NASA: "NASA Spacecraft Data Suggest Water Flowing on Mars"
Astronomische gegevens Zichtbaarheid thumb|Animatie van de rotatie van Mars. De noordpool met poolkap is onder. thumb|Animatie van de relatieve beweging van Mars (paars) tot de Aarde (blauw) tussen 2003 en 2019, gezien loodrecht op de ecliptica. Doordat de Aarde een binnenbaan doorloopt ten opzichte van Mars en Mars telkens inhaalt, komen er lussen in de schijnbare positie van Mars. Met het blote oog is Mars vanop de Aarde waar te nemen als een duidelijk oranjerode "ster". De planeet staat het dichtst bij de Aarde in de periode rond de oppositie, en het verst van de Aarde bij conjunctie met de zon, wanneer de twee planeten zich aan tegenovergestelde kanten van de zon bevinden. Mars is tijdens een conjunctie vanaf de Aarde niet zichtbaar doordat hij voor het oog dicht bij de zon staat. De gemiddelde synodische periode (de tijd tussen twee opposities of conjuncties van Mars) bedraagt 780 dagen. Vanwege de excentriciteit van de banen van de Aarde en van Mars kan die periode 8,5 dagen afwijken.
De magnitude van Mars varieert meer dan die van de andere planeten. Tijdens een conjunctie is de magnitude +1,8, maar tijdens een (perihelische) oppositie kan deze oplopen tot -2,9, helderder dan alle andere planeten op Venus na. Dit verschil in helderheid komt doordat de banen van de Aarde en Mars dicht bij elkaar liggen, waardoor de afstand tussen de twee planeten erg varieert: in conjunctie staat Mars zeven keer zo ver van de Aarde vandaan als in oppositie. Het perihelium van Mars bevindt zich vanaf de zon gezien in het sterrenbeeld Waterman, opposities in het perihelium komen tweemaal per 32 jaar voor, met afwisselend 15 of 17 jaar ertussen. Tijdens zulke opposities staat Mars dichter bij de Aarde dan bij "normale" opposities (ongeveer twee keer zo dichtbij als tijdens een oppositie in het aphelium) en daarom is hij dan beter te zien.
Wanneer Mars dicht bij de oppositie komt, zal de planeet vanaf de Aarde gezien een tijd lang in omgekeerde (retrograde) richting ten opzichte van de sterren bewegen; men noemt dit de oppositielus. De oppositielus van Mars is groter dan die van andere buitenplaneten vanwege de kleinere afstand tot de Aarde.
Met kleine telescopen zijn tijdens de opposities van Mars lichtere en donkerdere gebieden te onderscheiden op de planeet, ook de poolkappen zijn te zien.shallowsky.com Met sterkere amateurtelescopen zijn de twee maantjes van Mars ook te volgen.
Tijdens de oppositie van 27 augustus 2003 (om 9:51 uur UTC) was Mars ongeveer 55.758.006 km van de Aarde verwijderd. Mars was toen maar drie dagen verwijderd van het perihelium in zijn baan. De laatste keer dat de twee planeten elkaar zo dicht naderden was op 12 september 57.617 v.Chr., in de Oude Steentijd; de volgende keer zal in 2287 zijn. Heel speciaal was dit niet, omdat de afstand tot de Aarde maar weinig verschilt van die tijdens andere perihelische opposities. Vanwege veranderingen in de banen van Mars en de Aarde, zullen dit soort momenten vaker komen: tot het jaar 4000 zullen de Aarde en Mars elkaar 22 keer dichter naderen dan in 2003.
Baan en rotatie Mars bevindt zich gemiddeld op 230 miljoen km (ongeveer 1,5 AE) van de zon. De siderische periode is 687 (aardse) dagen (of 1,8809 aardse jaren), dit is de tijd die Mars nodig heeft om een omloop rond de zon te voltooien. Een siderische dag (de periode die de planeet erover doet om rond haar eigen as te roteren) op Mars is iets langer dan de aardse dag en duurt 24 uur, 37 minuten en 22.66 seconden. Een synodische dag op Mars, de tijd die nodig is voor de zon om aan dezelfde plaats aan de Marshemel te komen, is 24 uur, 39 minuten en 35,244 seconden en wordt sol genoemd. De tijdseenheid sol wordt gebruikt bij missies op het marsoppervlak, sol 0 is de landingsdag.
De hoek van de rotatieas van Mars met zijn baanvlak (de obliquiteit) is 25,19°, bijna gelijk aan die van de Aarde. Het gevolg is dat ook Mars seizoenen kent, hoewel ze op Mars bijna tweemaal zo lang zijn. In het zonnestelsel heeft alleen Mercurius een baan die meer afwijkt van een cirkel. De verandering van de excentriciteit is groot: 1,35 miljoen jaar geleden was de excentriciteit maar ongeveer 0,002, veel kleiner dan die van de huidige aardbaan.Verandering van de excentriciteit volgens de website van de Universiteit van Napels Federico II De excentriciteit verandert met een periode van ongeveer 96.000 aardjaren (ter vergelijking: de excentriciteit van de aardbaan verandert met een periode van ongeveer 100.000 jaar). ; 2003: When Was Mars Last This Close?, Planetarian maart 2003, p. 12-13. Mars heeft echter nog een langere en belangrijkere periode waarmee de excentriciteit verandert, namelijk 2,2 miljoen aardse jaren. In de laatste 35.000 jaar is de Marsbaan langzaam excentrischer geworden als gevolg van de gravitatiekrachten van andere planeten. De kleinste afstand die de Aarde en Mars elkaar in hun banen kunnen naderen, zal de komende 25.000 jaar enigszins afnemen. ; 2003: Mars Makes Closest Approach In Nearly 60,000 Years
Manen thumb|Phobos (links) en Deimos (rechts) Rondom Mars draaien twee natuurlijke manen. Beide hebben een onregelmatige, aardappelachtige vorm en hun banen liggen relatief dicht bij de planeet. Aangenomen wordt dat het door Mars' zwaartekracht ingevangen planetoïden zijn.
Beide maantjes werden in 1877 ontdekt door Asaph Hallhttps://articles.adsabs.harvard.edu/pdf/1878MNRAS..38..205H. Gearchiveerd op 2 september 2023., die ze noemde naar Phobos (angst) en Deimos (paniek, vrees), in de Griekse mythologie de zonen van Ares (Mars) en Aphrodite. Phobos is met afmetingen van 27 × 22 × 18 km de grootste van de twee.
Vanaf het Marsoppervlak gezien lijkt de beweging van de twee maantjes niet op de beweging van de Maan vanaf de Aarde. Phobos heeft een omlooptijd van slechts 7 uur en 40 minuten. Deze maan is goed zichtbaar vanaf Mars, hij komt op in het westen en gaat onder in het oosten, om elf uur later alweer op te komen. Een waarnemer op het Marsoppervlak zal de maan elke dag dus drie keer zien opkomen en ondergaan. Deimos heeft een omlooptijd die dicht bij de rotatieperiode van Mars ligt (ruim 30 uur). Vanaf Mars gezien komt deze maan in het oosten op, maar doet er dan bijna drie dagen over om weer onder te gaan. ; 2004: Close Inspection for Phobos, ESA Science & Technology Doordat de baan van Deimos verder van Mars vandaan ligt, is deze maan vanaf Mars slechts zichtbaar als een heldere ster.
Phobos beweegt op zo'n 6000 km boven het Marsoppervlak; zijn baan ligt daarmee onder de synchrone hoogte, de hoogte waarop getijdenkrachten van Mars de maan in een steeds nauwere baan brengen. Binnen 50 miljoen jaar zal Phobos daarom of op Mars inslaan of door de getijdenkrachten uit elkaar getrokken worden, waarna de brokstukken een planetaire ring rond de planeet zullen vormen.
Hoe Mars de twee maantjes heeft ingevangen, is onduidelijk. Beide maantjes hebben bijna cirkelvormige banen, dicht bij de evenaar van de planeet, wat erg bijzonder is bij ingevangen objecten. Phobos' instabiele baan wijst erop dat de maan relatief kort geleden moet zijn ingevangen. Aangenomen wordt dat een derde object een rol moet hebben gespeeld. Planetoïden met de afmetingen van Phobos en Deimos zijn buiten de planetoïdengordel echter vrij zeldzaam, en dubbele planetoïden al helemaal. ; Geological History:Moons of Mars, Mars Library. (via archive.org)
Twee schrijvers hadden (toevalligerwijs) voor de ontdekking in 1877 al over twee manen bij Mars geschreven: Jonathan Swift (in het boek Gullivers reizen) en Voltaire. Op Deimos kregen daarom twee kraters de namen Swift en Voltaire.
Fysieke eigenschappen thumb|De grootte van de Aarde ten opzichte van Mars thumb|De dunne atmosfeer van Mars, zichtbaar aan de horizon Mars is in diameter ongeveer half zo groot als de Aarde en in massa ongeveer een tiende. De totale oppervlakte van de planeet is ongeveer even groot als het totaal aan landoppervlak op Aarde. ; 2004: Mars Fact Sheet, National Space Science Data Center, NASA. Hoewel Mars een grotere massa en een groter volume heeft dan Mercurius, heeft hij een lagere dichtheid dan zowel Mercurius als de Aarde. Daardoor is de zwaartekracht aan het oppervlak op Mercurius iets groter dan op Mars. De rossige kleur van het Marsoppervlak wordt veroorzaakt door ijzer(III)oxide in de vorm van het mineraal hematiet of roest. : How Mars got its rust, BioEdOnline.org
Atmosfeer Samenstelling atmosfeer Koolstofdioxide (CO2) 95,32% Stikstof (N2) 2,7% Argon (Ar) 1,6% Zuurstof (O2) 0,13% Koolstofmonoxide (CO) 0,07% Water (damp) 0,03% Stikstofoxiden (NOx) 0,01% Neon (Ne) sporen Krypton (Kr) sporen Xenon (Xe) sporen Ozon (O3) sporen Methaan (CH4) sporen Omdat Mars bij gebrek aan een magneetveld ook geen magnetosfeer heeft, staat de ionosfeer van de planeet bloot aan een bombardement van geladen deeltjes van de zonnewind. Daardoor verliest de Marsatmosfeer voortdurend moleculen waardoor hij dun en ijl blijft. Door de ruimtesondes Mars Global Surveyor en Mars Express zijn geïoniseerde deeltjes waargenomen die vanuit de atmosfeer de ruimte in bewegen. ; 2001: The Solar Wind at Mars, Science@NASALundin et al 2004 De Marsatmosfeer is in het verleden waarschijnlijk dikker geweest.
De luchtdruk aan het oppervlak varieert tussen ongeveer 30 Pa op Olympus Mons tot 1155 Pa op Hellas Planitia, en is gemiddeld rond de 750 Pa (6 mm kwikdruk). Dat is minder dan 1% van de gemiddelde luchtdruk aan het aardoppervlak (101.325 Pa). De luchtdruk aan het oppervlak van Mars is daarmee even groot als 35 km boven het aardoppervlak. Vanwege de kleinere zwaartekracht is de schaalhoogte (hoogte waarop de druk met een factor e is afgenomen) op Mars (ongeveer 11 km) groter dan op Aarde (ongeveer 6 km).