─21世紀的星空─(續)“暗能量巡天計畫”+火星衝≠火星最接近地球

2018-05-13 壯觀的太陽磁場

NASA 的太陽動力學天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)在4/26-29間拍攝到太陽表面帶電粒子沿著磁力線螺旋運動時發出紫外光的壯觀景象。雖然這個區域(active region 131)沒有爆發強烈的太陽風暴，但仍展現出令人咋舌的強大威力。

 
2018-05-15太空探測能源供應再上一層樓 美國太空總署KiloPower計劃進入整合測試。

美國太空總署(NASA)和能源部的國家核能安全局(NNSA)成功地展示了一種新的核反應器動力系統，該系統可以實現對月球，火星和超出目的地的長期任務。 

美國太空總署5月2日宣布了名為Kilopower反應堆使用斯特林技術（KRUSTY）實驗。Kilopower計劃從2017年11月至2018年3月在國家核能安全局的內華達國家安全區進行。 

Kilopower是一種小巧輕便的裂變電力系統，能夠提供高達10千瓦的電力，足夠幾個普通家庭連續至少10年的供電。4個相似的千瓦級單位將提供足夠的力量建立一個太空探測的前哨基地。 

Kilopower計劃的工程師Marc Gibson表示，這個開創性的電力系統非常適合月球，因為月球上的一夜相當於地球上14天，在月球利用太陽光的發電很困難。

Gibson描述KiloPower使太空探測人員有能力做更多難的任務，如探索月球的陰影隕石坑。當我們開始派遣太空人在月球和其他行星上長時間停留時，將需要一種我們以前從未需要的新的動力類型。

KiloPower的原型動力系統使用固體鑄造的鈾-235反應堆堆芯，大小約為紙巾卷。被動式的鈉熱管將反應堆熱量傳遞給高效斯特林發動機，將熱量轉化為電能。 

最近在內華達州進行的實驗的目的是雙重目的：證明該系統可以利用裂變能發電，並顯示系統穩定和安全無論它遇到什麼環境。 

Kilopower團隊分四個階段進行實驗。前兩個階段沒有真正使用核燃料進行，目的在確認系統的每個組成部分都依設計規範運作。在第三階段增加了核燃料核心，然後才進入最後階段。

該試驗最終進行了28小時全功率試驗，模擬了一項任務，包括反應堆啟動，爬升到全功率，穩定運行和停堆。

在整個實驗過程中，團隊模擬了功率降低，發動機故障和熱管失效，表明系統可以繼續運行並成功處理多次故障。

Kilopower項目正在製定任務程序並進行額外的風險降低規範作業，為未來可能的飛行演示做好準備。

 

2018年2月23日 報導：一顆105億年前的超新星，出現在了西元21世紀的天空中，極端遙遠、極端明亮、極端罕見，這是一顆極端不尋常的超新星。天文學家發現了一顆極不尋常的超新星。DES16C2nm是一顆極端遙遠的超新星。

於2016年8月，天文學家在巡天觀測中發現了一顆罕見的超新星，隨後地球上的三大望遠鏡——智利的甚大望遠鏡、麥哲倫望遠鏡和夏威夷的凱克望遠鏡對此加以了確認。這顆超新星是有史以來人類發現的距地球最遠的超新星，同時也是最古老、爆發時間最早的一顆。

這顆超新星屬於超新星中最稀有的一個品種——超亮超新星。這種超新星的亮度十分高，天文學家給出超亮超新星這個分類最多也還只有十年。

超亮超新星的亮度可達其他超新星的百倍以上。它們爆發後留下的內核是中子星。它們極高的亮度，可能與死亡恒星週邊物質向內高速撞擊中子星的過程有關。

從2013年起，來自全球四十多個研究所的四百多位天文學家，對三億個距地球至少數十億光年的星系進行了合作觀測，以期更好地瞭解主宰宇宙命運的神秘力量——暗能量。暗能量是讓宇宙加速膨脹的原因。但它究竟是什麼目前還沒有人說得清楚。這顆超新星就是該巡天計畫發現的，讓人頗感意外。

這顆超新星的編號是DES16C2nm，爆發的時間是在105億年前。太陽誕生於大約50億年前，地球的誕生時間要更晚一些。所以當時宇宙中連地球的影子都還沒有。

現在天文學家已經把尋找這類極端遙遠的超新星，當作了該“暗能量巡天計畫”的一部分，以期在該計畫結束前不多的時間裏獲得更多發現。

 

暗能量巡天（英語：The Dark Energy Survey，縮寫DES）是在可見／近紅外波段進行巡天觀測以探測宇宙加速膨脹機理的研究專案。該專案使用智利托洛洛山美洲際天文臺的4米布蘭科望遠鏡進行觀測，並已於2012年底開始運行。該項目將在2013年至2018年間完成對南半球總面積為5,000平方度星空的觀測。觀測範圍與南極望遠鏡有重疊。參與暗能量巡天合作項目的研究所和大學有20多個，分佈于美國，巴西，英國，德國，西班牙，瑞士等6個國家。

科研目標

暗能量巡天通過超新星(Supernovae)，重子聲學振盪(BAO)， 星系團數量(Galaxy Cluster Abundance)， 和弱引力透鏡（Weak Lensing)四個方面的研究來探測宇宙加速膨脹的原因，也即探測暗能量的性質。

暗能量相機和布蘭科望遠鏡

用於暗能量巡天的望遠鏡是4米口徑的布蘭科望遠鏡。該望遠鏡建於1974年，是當時南半球最大的望遠鏡。被授予2011年諾貝爾物理學獎的"透過觀測遙遠超新星而發現宇宙加速膨脹”正是使用了該望遠鏡進行觀測。而現在DES將使用同一台望遠鏡去瞭解這一加速膨脹的原因。

暗能量巡天最為重要的工具是擁有5.7億圖元的暗能量相機。該相機是迄今為止世界上最為強大的數碼相機，由費米實驗室的科學家們領導的科學團隊歷時8年時間研製完成。該相機於2012年9月12日首次對南半球的星空進行拍攝。

合作參與機構

暗能量巡天(DES)是由來自美國，巴西，英國，德國，西班牙，瑞士的20多所研究機構或大學的300多名科學家所組成的國際合作專案。現任負責人為約書亞·弗裏曼（Joshua Frieman）。

參與該項目的美國大學和研究機構有費米國家實驗室，芝加哥大學，美國國家光學天文臺，俄亥俄州立大學，德克薩斯州農工大學，伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校，勞倫斯伯克利國家實驗室，密歇根大學，賓夕法尼亞大學，阿貢國家實驗室，加利福尼亞大學聖克魯茲分校，SLAC國家加速器實驗室，斯坦福大學。來自巴西的參與方為巴西物理研究中心，巴西國家觀測台，巴西南大河聯邦大學。英國的參與方為倫敦大學學院，劍橋大學，愛丁堡大學，朴茨茅斯大學，薩塞克斯大學，諾丁漢大學。德國的參與方為慕尼克大學。西班牙的參與方為空間科學研究所，高能物理研究所，能源環境技術研究中心。瑞士的參與方為蘇黎世聯邦理工學院。

 

八十億年前，來自遙遠星系的光線開始它們前往地球的漫長旅程。遠古的星光現在找到通往智利山頂的路，在那裡，新建構的暗能量相機（Dark Energy Camera，有史以來最強大的天空測繪機器），已首度捕捉並記錄到它。

這光線也許握有物理學最大謎題之一的解答－為何宇宙的擴張正在加速。

國際暗能量巡天計畫（Dark Energy Survey，DES）合作計畫本週宣佈，來自三大洲科學家、工程師與技術員，花了八年擘畫與興建的暗能量相機已取得第一道光。南方天空的第一張照片是在9月12日由 5.7 億像素的相機所攝得。

「第一道光通過暗能量相機的成就代表我們在探索宇宙邊疆上，開啟了一個重要的新紀元，」美國能源部高能物理學科學副董事James Siegrist 說，「這項調查的結果將使我們更能加理解暗能量之謎，以及它對宇宙的意義。」

暗能量相機在美國能源部的費米國家加速器實驗室（Fermilab， FNAL）打造，並裝設到 Victor M. Blanco 望遠鏡上。這座望遠鏡位於智利，屬於 NSF 的 Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO)，那是 U.S. National Optical Astronomy Observatory （NOAO，國家光學天文觀測台）的南端分部。有了這個裝置（大小約如電話亭），天文與物理學家將能探測暗能量之謎，他們認為這股力量導致宇宙擴展的愈來愈快。

「暗能量巡天計畫將幫助我們理解，為何宇宙正加速擴張，而非因為重力而減緩，」身為計畫經理與費米實驗室科學家的Brenna Flaugher 說，「看見所有參與此計畫的人們的心血最後終於聚在一起，那真令人感到無比滿足。」

暗能量相機是這類巡天儀器中最強大的一個，在每次快拍中，能看見來自 80 億光年之遙，超過 10 萬個星系以上的光。該相機由 62 個 CCD 所構成的陣列對於非常紅的光具有空前的敏感度，再加上 Blanco 望遠鏡的大型聚光鏡（跨距有 13 英尺），將使世界各地的科學家能追蹤研究的範圍從我們太陽系內的小行星，到理解宇宙的起源與宇宙的命運。

「我們對於暗能量相機的上線以及能讓天文社群透過 NOAO 的開放存取望遠鏡分配（open access telescope allocation）來存取它，感到非常振奮，」CTIO 主管Chris Smith 說，「有了它，我們提供全世界天文學家一種強大的新工具來探索我們這個時代的重要問題，或許那最逼近的是暗能量的本質。」

暗能量巡天合作計畫將利用新相機來完成有史以來規模最大的星系調查，並將使用這些資料來進行暗能量的四種探測：研究星系團、超新星、星系的大規模聚集以及弱重力透鏡效應。這將是這四種方法頭一遭在單一實驗中成為可能。

當相機經完整測試後，暗能量巡天計畫預計在 12 月開始，且將利用 Chilean Andes 優異的大氣條件來傳送在此類廣域天文巡天中，解析度最銳利的圖像。就在它首度測試的那幾個夜晚中，相機已傳送優異且空間解析度近乎均勻的影像。

五年後，這次巡天計畫將創造出八分之一天空（或 5000 平方度）的詳細彩色影像，以探索與測量 3 千萬個星系，10 萬個星系團與 4000 個超新星。

暗能量巡天計畫的資金是來自美國能源部、NSF；其他出資單位包括英國、西班牙、巴西、德國與瑞士，以及參與 DES 的單位。 (2012年9月17日 - PanSci 泛科學)



 
2015-08-20 又發現8個新的銀河系近鄰

根據暗能量巡天計畫（Dark Energy Survey，DES）觀測結果，科學家在鄰近銀河系之處新發現8個昏暗的矮星系。像這些最昏暗的矮星系，只有靠近銀河系的那些才偵測得到，以前僅發現寥寥數個，在今年之前，已知的數量也不過20個左右，但連同同一團隊在今年年初發現的矮星系（dwarf galaxy），光今年內發現的銀河系鄰近矮星系便超過20個，不僅讓已知的矮衛星星系數量翻倍，也顯示我們天空中矮星系比原本認為的還擁擠。

這些可視為銀河系衛星星系的矮星系們，是已知最小、距離我們最近的星系。矮星系內含有的恆星數量在1000顆以下，和擁有數十億顆以上恆星的銀河系相較之下，簡直像個小可憐般。有理論認為像銀河系這樣的大型星系，是由眾多小型矮星系逐漸堆疊建造而成，尤其是富含暗物質（dark matter）的小型星系。暗物質佔了整個宇宙物質和能量總數的25%，但迄今尚不清楚暗物質的本質，只能通過暗物質與一般物質的重力交互作用來瞭解它們的存在。而矮衛星星系就是瞭解暗物質和這些大型星系如何形成的關鍵。

DES計畫的主要目的就是瞭解佔了宇宙物質與能量總數70%的神秘暗能量的本質。科學家們相信暗能量是瞭解宇宙為何會加速膨脹的關鍵。為了達成其目的，DES拍攝了數億個遙遠星系的影像；其中有些影像記錄到是離銀河系近得多的矮星系裡的恆星，這樣的影像可同時用來探索讓星系不致於潰散的暗物質和要將星系扯碎的暗能量。今年內發現的20多個矮衛星星系，其中有17個就是利用DES頭兩年的巡天影像發現的。而DES已搜尋的區域僅及全天域的1/8而已，若能完成全天域搜尋的工作，那麼可預期地，銀河系周圍的矮星系數量必定多到讓人驚異。

這8個新發現的矮衛星星系，距離最近者約80,000光年，最遠者約700,000光年，平均亮度約比銀河系暗10億倍，質量則比銀河系輕100萬倍。其中最暗的一個，僅含有約500顆恆星而已。

絕大部分新發現的銀河系近鄰位在DES巡天區域的南半邊，很靠近大麥哲倫星系（Large Magellanic Cloud）和小麥哲倫星系（Small Magellanic Cloud）的方向。大小麥哲倫星系是銀河系最大的兩個衛星星系，分別位在158,000光年和208,000光年遠之處。這些科學家猜測，或許新發現的矮星系中，有許多個其實是這兩個大型衛星星系的衛星星系呢！

衛星星系的衛星星系，在某些暗物質模型中有預測它們的存在，如果這些新矮星系的發現，不是首度實際觀測到這樣的系統，那麼就代表必定有某些關於矮星系如何在天空中分布的機制是科學家還不瞭解的。

DES是跨國計畫，由25個機構中的300多位科學家組成。使用的暗能量相機高達5億7000萬畫素，架設在位於智利Cerro Tololo泛美天文台（Inter-American Observatory）4米Blanco望遠鏡上。整個計畫預定要執行5年，目前已經執行2年，目前正開始第3年的巡天工作。但科學家卻還沒將這2年內的觀測影像分析完。可以想像，再加上未來3年的觀測資料，DES科學家們將可發現更多、更暗、更瀰散或更遙遠的天體。

 
2016-06-11 小行星襲擊美國亞利桑納上空

美國山區時間（Mountain standard time，MST）6/2凌晨4點左右（臺北時間6/2的19時），一顆小型小行星襲擊地球大氣，並在美國亞利桑納州上空發生爆炸，不僅撼動爆炸點下方地面，還伴隨比滿月還亮10倍以上的閃光。美國航太總署（NASA）表示這顆小行星的直徑約3公尺，來自火星軌道以外之處。在爆炸之後不久，居住在亞利桑納州鳳凰城的Mike Lerch走出家門準備上班，結果看到下方影像：

Lerch表示：「我剛開始以為那是火箭發射造成的，現在我相信那應該是小行星的殘骸。」的確，很多地方都能見到這個這個高掛在亞利桑納上空隨風而逐漸扭曲的煙狀遺跡。

至於那道閃光有多明亮？且看下方另一位亞利桑納塞多納（Sedona）居民Marsha Adams的監視器影像，由左至右分別為閃光發生前、發生中與發生後。Adams很遺憾的表示：監視器是朝向東北方向，所以並沒有記錄到小行星本身，不過光是記錄到那道閃光就很值得，因為閃光之明亮，不僅造成了非常明顯的陰影，而且還讓地表景物的顏色都相當鮮亮清晰。

NASA流星體環境研究室（Meteoroid Environment Office）研究員Bill Cooke表示：這個超級明亮的火流星是NASA全天火流星監測網（All Sky Fireball Network）8年來所偵測過最亮的；這個監測網在美國全國多地設置相機，監測美國上空的火流星活動狀況。事實上，這次的小行星爆炸事件，閃「瞎」了絕大部分監測相機，使得一開始的科學分析工作變得複雜，無法確認它的性質與來源。不過好在這些科學家們最後終於獲得確定的結果：這顆小行星的質量約為數十公噸，爆炸威力接近10,000噸黃色炸藥爆炸釋出的能量，僅略低於1945年的廣島原子彈威力，可以想見如果小行星直接撞擊到地面而非在空中爆炸解體的話，後果會有多嚴重！

幸運的是，這場小行星爆炸事件中，沒有任何人員傷亡或財務受損的報告，只有大量的閃光和幾次音爆，如果都卜勒雷達（Doppler radar）有任何顯示偵測到東西的跡象，那幾乎能肯定有隕石散落在亞利桑納州土桑市（Tucson）以北之處。

2016-05-27 火星衝≠火星最接近地球

每隔26個月一次的火星盛宴「衝」又來了！2016年的火星衝發生在5月22日19:17，正在天蝎座逆行的火星亮度會逐漸增亮到-2.1等，比旁邊的天蝎座主星心宿二還亮20倍！晚上7點半，當暮光褪去後自東方升起，它比在西方低空的天狼星還亮，與已過天頂的木星並列為夜空最亮的星。火星也和旁邊紅色的心宿二、灰黃色的土星構成了一個直角三角形，晚上10點後可升高到30度，很好辨認。（火星衝是指以地球為中心，火星與太陽在地球兩側、赤經經度相差180度的位置。）

這次火星衝同時也是10年來火星最近、最大也最亮的一次衝，雖然視直徑只有18.4角秒，比不上2003年8月的25.1角秒，也略遜於2018年7月的24.3角秒，但比起2832年3月，八百年來最糟的一次衝（13.7角秒）可是好得多了！這也是自2005年以來，最佳的火星觀測機會。但您知道嗎？火星真正離地球最近的時刻其實是在衝的8天後，也就是5月31日的5:34，那時火星與地球間的距離將只有0.503AU（約7,528萬公里），視直徑達18.6角秒！在衝前後期間內，不但整夜可以觀測，而且火星又大、又圓、又亮，甚至利用小型望遠鏡就可以看見一些火星地表明顯的特徵，是天文學家及同好們觀賞火星的大好時機！

從地面上的望遠鏡中所見的火星，大部分時間都只像是一個橙色的模糊小圓點。只有在「衝」前後一兩個月期間我們才能看清它表面的特徵、塵暴、雲塊，以及極冠的等明暗變化。

最適合火星觀測的望遠鏡應採高品質6吋（15公分）以上口徑的折射鏡，20~25公分較大口徑的牛頓式反射鏡也不錯，但鏡面精度必須要高，光軸調整也要完美。折反射鏡中SCT或 MAK在火星觀測上也偶有佳作，可惜因次鏡遮蔽率較大致使成像銳利度稍差。望遠鏡雖應挑剔，但要提醒同好們：真正決定火星觀測的良劣的關鍵其實是大氣穩定度，也就是視相度（seeing）。而且觀測的經驗是累積汗水與時間而來的，絕非一蹴可幾！

濾鏡在各行星的觀測上扮演著很重要的角色，效果相當顯著。善用濾鏡可以提高火星表面變化的反差，讓原本模糊的特徵浮現出來。有些濾鏡（如橙色和紅色濾鏡）甚至對於提高火星表面地形特徵反差特別有效。而越偏短波長的濾鏡，像紫色濾鏡（如W47）雖然會降低火星地面特徵的鑑別能力，但對於分辨火星高層大氣特徵卻特別有用，用來觀測火星表面時，幾乎已經完全看不出特徵了。

想做完善的火星觀測應該準備紅色（W25）、橘色（W23A）、綠色（W58）、藍綠色（W64）、藍色（W38 或 W80A）與紫色（W47）等幾種濾鏡。W25 和 W47 等較暗的濾鏡只適合大口徑或攝影使用。W23A 對 15 公分以下的望遠鏡或許都太暗了些，黃色的 W15 濾鏡較適合。

有「火星之眼」之稱的 Solis Lacus （太陽湖），是眾所周知最富於變化的地區。另外一個吸引專業觀測者注意的是位於 Elysium 南緣的 Trivium-Cerberus 暗區，它的大小約1,300 x 400 公里寬，但在1990 年代卻突然消失。

火星的大氣也相當多變：白色的水冰雲、紅色的塵暴、臨邊的藍色霧靄與白色的霜，令觀測者為之著迷不已。火星之雲量與極冠物質蒸發至大氣中的量多寡有關，特別是北極冠。 在1990年出版的第一份火星氣候報告與後續增添的資料中，顯示火星的大氣中的雲與表面的霧在北半球的春夏季，比南半球同樣季節時要來得多。在觀察火星雲霧現象時，建議您不妨加上一片藍色濾鏡（W38 或 W80A），效果會更好。

火星山脈上空常會出現山雲（Orographic clouds），和地球山區相似。最著名的就是出現在奧林帕斯山區（Mon Olympus）以及Tharsis高地，被風吹成「W雲」。這種山雲在北半球的秋天最活躍。此外 Elysium 也常見山雲。

火星上最常出現散雲（分立雲Discrete clouds） 的地方是Libya（利比亞）、Chryse 與 Hellas盆地，環繞在Libya盆地、橫越Syrtis Major（大三角）的「大三角藍雲」便是一例，尤其是當Syrtis Major位於火星邊緣時，雲最容易被觀察。

晨雲（Morning clouds）是火星迎日緣（即將日出處，在地球看是天空中的向東側）地表附近白色的霧或霜。霧通常在日出後便會消散，但霜則可能維持一整天。暮雲（Evening clouds）與晨雲相似，不過是出現在火星的另一側邊緣，通常較多，面積也較大。

根據最近的研究發現，火星在任何季節均會發生塵暴，最旺盛期在南半球的夏季與北半球的初夏。觀察記錄火星塵暴發生的時間、路徑與蔓延的區域對未來的火星探測任務相當重要。當塵暴發生時，火星面被漫天沙塵蒙蔽，呈現較亮的黃色，而此時地面特徵已不可見。

藍色澄清效應（blue clearing）是一種天文學上瞭解度還很少的現象，近年來亦有學者呼籲正名為紫色澄清效應（Violet clearing）。現象發生時，火星表面低空或地面上（albedo反照度造成）一般在藍或紫光下模糊的特徵細節，此時竟能以藍或紫色濾鏡清楚地看到或拍攝下來，甚至能持續數天之久。澄清效應可能只侷限發生在一個半球上，而且會以變異的濃度由強度0 （偵測不到任何表面特徵） 變化至強度3 （以白光能見的表面特徵也能都看見）。

W47濾鏡 是用來偵測及分析藍色澄清效應的標準濾鏡。通常未發生澄清效應時，火星表面的反照度差異特徵在透過Wratten 80A淡藍色濾鏡下只能約略地模糊呈現，若以深藍濾鏡（W46）或紫色濾鏡（波長380-420 nm）觀測，除了較高大氣中的雲、霧和極冠之外，火星盤面幾乎呈現不出什麼特徵。

難得一見的火星大接近，錯過再等17年

15年來最佳觀測時機

2018/07/31 (二) 火星大接近睽違15年終於到來，這次沒看到要再等上17年；上次火星大接近是在 2003年，下次則要到 2035年。

火星的尺寸在太陽系八大行星當中是排名倒數第二小的，最小的是水星，火星的體積僅比月亮略大一些，平常觀測並不容易，因此必須把握火星大接近的前後一個月，即為今年的7/1~9/1，趁火星和地球的距離相對較近，視直徑夠大、亮度夠亮時才能使用天文望遠鏡觀測到它，而在大接近以外的時間，縱使使用天文望遠鏡，火星看起來仍然是太小難以辨識表面細節，僅是一個小紅圓點而已。

由於太陽系八大行星繞太陽公轉的軌道皆為橢圓形，而火星的運行軌道較地球的更橢圓，因此在相對運對上要每隔約15~17年才會發生一次「火星大接近」。所以本次火星大接近可以說是15年來最佳的觀測時機，請各位朋友好好把握。

為何隔了15年才大接近一次？

由於所有天上星體的運行軌道形狀為橢圓形，在橢圓軌道上，繞行與被繞行的整個系統，其質量中心在兩者軌道的一個焦點上;嚴格的說，兩個天體都以橢圓軌道繞著共同的焦點，其中一個焦點會接近質量較大的天體，而質量越大就會越接近。

太陽質量遠比火星大得多，因此整個系統的焦點十分靠近太陽，太陽幾乎就是火星繞日軌道系統的焦點，因此火星繞著太陽運行時，會有時靠近，有時遠離，產生近日點和遠日點兩個極端的位置。

當火星在近日點，且地球位於遠日點時，位於火星內側軌道的地球就會和火星更接近，此時就是所謂的火星大接近。而在火星大接近前後，火星若位於衝的位置，就稱為火星大衝。這樣的天文現象大約每15年或17年才會發生，而下一次的火星大接近，就要等到17年後的2035年。

火星衝跟火星大接近不一樣？什麼是「衝」？

衝（英文：opposition）是天文學中表示相對位置的一個名詞。

是從一個選定的特定天體（通常是地球）為基準，觀察另一個天體(例如外行星)與參考天體（通常是太陽）的相對位置。

當三個天體在一條直線上，且特定天體位於中間，此時另一個天體隔著特定天體與參考天體相對，即為衝。明確的說，當一顆外行星在衝的位置時（以地球為特定天體當基準），由軌道上方往下看，它與地球和太陽呈一直線，且該行星與太陽各在地球相對的兩側，這樣的天文現象與位置關係，就是衝，或者叫衝日。

當這顆外行星我們把祂設定成地球隔壁的火星時，就是所謂的火星衝，或火星衝日，也就是即將發生在今年7/27的天文重頭戲。

由於衝的時候，火星和太陽在天空中的位置正好相反，也就是說從地球上看，祂們的位置差了180度。當太陽西下時，火星正好從東方升起來；而火星從西方落下地平線時，太陽正好東昇，所以火星衝的時候，也是觀測火星最好的時機，整個晚上都可觀測，且這個時候火星幾乎最靠近地球。 

今年火星衝是「近日點衝」或稱為「大衝」！由於火星是地球外側軌道橢圓率最大的行星，近日點與遠日點的差距高達4320 萬公里。所以火星在近日點與遠日點所發生的衝，視直徑差異高達兩倍。今年火星衝時位在摩羯座，視直徑 24.3角秒，亮度高達-2.8等。黃昏時東升、黎明時西沉，整夜均可看到；又由於距離地球相對較近，因此視直徑大、亮度亮，即使在有光害的都市裡，仍然可見到這顆紅色的星球。

所以火星大衝的時候，火星會變多大？

由於火星的橢圓軌道扁平率在太陽系內算是第二大的，因此位於近地點和遠地點的火星大小差異就會看起來很有感。

以近10年來的火星衝來比較，火星的視直徑，最小為2012年的13.9”，而今年的大衝則可達24.3”。

那麼，每15或17年的火星大衝就是火星最靠近地球的時候囉？

火星衝≠火星最接近地球

因為地球和火星是以橢圓形軌道繞著太陽公轉，因此發生「衝」時不一定是地球最接近火星的時候，大衝的時候亦然。

這一次火星最接近地球看起來最大的時間是在7/31，也就是說當7/27火星大衝後，兩者要繼續在軌道上運轉到7/31時，火星和地球間的距離才會達到最小。這段期間彼此距離會再縮短約176000公里，此時才是火星最接近地球的時候。

如何觀測火星？ (台灣地區攻略)

由於在火星大接近期間，也就是今年2018的7/1~9/1，火星會變得非常明亮，視直徑也會到達20"以上，因此並不用特別往郊區或高山跑，只要在市區找一個路燈及大樓較少的公園或學校操場，即可進行火星的觀測。

雖然說火星大接近的時候火星會變得比平常大上許多，但是嚴格來說它仍然是非常小的天體，因此建議要使用專業的天文望遠鏡來進行觀測；在望遠鏡的選擇上，建議以口徑8公分以上、倍率120倍以上的折射式或者折反式的天文望遠鏡，光學品質良好影像較為銳利，方能得到最佳的觀測效果。

 
2018年7月1日 火星大接近觀測模擬圖

2018年7月31日 火星大接近觀測模擬圖

2018年9月1日 火星大接近觀測模擬圖