Historia de la observación de Marte

La historia de la observación de Marte trata sobre la historia documentada de la observación del planeta Marte . Algunos de los primeros registros de la observación de Marte se remontan a la época de los antiguos astrónomos egipcios en el segundo milenio a . C. Los registros chinos sobre los movimientos de Marte aparecieron antes de la fundación de la dinastía Zhou (1045 a. C.). Los astrónomos babilonios realizaron observaciones detalladas de la posición de Marte y desarrollaron técnicas aritméticas para predecir la posición futura del planeta. Los antiguos filósofos griegos y astrónomos helenísticos desarrollaron un modelo geocéntrico para explicar los movimientos del planeta. Se pueden encontrar mediciones del diámetro angular de Marte en textos griegos e indios antiguos . En el siglo XVI, Nicolás Copérnico propuso un modelo heliocéntrico para el Sistema Solar en el que los planetas siguen órbitas circulares alrededor del Sol . Este modelo fue revisado por Johannes Kepler , quien propuso una órbita elíptica para Marte que se ajustaba con mayor precisión a los datos de observación.

La primera observación telescópica de Marte fue realizada por Galileo Galilei en 1609. En el transcurso de un siglo, los astrónomos descubrieron características distintivas del albedo en el planeta, incluyendo la mancha oscura Syrtis Major Planum y los casquetes polares de hielo . Lograron determinar el período de rotación y la inclinación axial del planeta . Estas observaciones se realizaron principalmente durante los intervalos de tiempo en que el planeta se encontraba en oposición al Sol, momentos en los que Marte realizaba sus acercamientos más cercanos a la Tierra. Telescopios mejores, desarrollados a principios del siglo XIX, permitieron cartografiar con detalle las características permanentes del albedo marciano. El primer mapa rudimentario de Marte se publicó en 1840, seguido de mapas más refinados a partir de 1877. Cuando los astrónomos creyeron erróneamente haber detectado la firma espectroscópica del agua en la atmósfera marciana, la idea de vida en Marte se popularizó entre el público. Percival Lowell creyó ver una red de canales artificiales en Marte . ^{[ 1 ]} Posteriormente se demostró que estas características lineales eran una ilusión óptica , y se descubrió que la atmósfera era demasiado delgada para sustentar un entorno similar al de la Tierra .

Se han observado nubes amarillas en Marte desde la década de 1870, que Eugène M. Antoniadi sugirió que eran arena o polvo arrastrado por el viento. Durante la década de 1920, se midió el rango de temperatura de la superficie marciana; que osciló entre −85 y 7 °C (−121 y 45 °F) . Se descubrió que la atmósfera planetaria era árida, con solo cantidades ínfimas de oxígeno y agua. En 1947, Gerard Kuiper demostró que la delgada atmósfera marciana contenía dióxido de carbono en gran cantidad ; aproximadamente el doble de la cantidad que se encuentra en la atmósfera terrestre. La primera nomenclatura estándar para las características del albedo de Marte fue adoptada en 1960 por la Unión Astronómica Internacional . Desde la década de 1960, se han enviado múltiples naves espaciales robóticas para explorar Marte desde la órbita y la superficie. El planeta ha permanecido bajo observación mediante instrumentos terrestres y espaciales en un amplio rango del espectro electromagnético . El descubrimiento en la Tierra de meteoritos originarios de Marte ha permitido examinar en laboratorio las condiciones químicas del planeta.  

La existencia de Marte como objeto errante en el cielo nocturno fue registrada por los antiguos astrónomos egipcios . Para el segundo milenio a. C., ya conocían el aparente movimiento retrógrado del planeta, en el que parece moverse en dirección opuesta a su progresión normal en el cielo. ^{[ 2 ]} Marte fue representado en el techo de la tumba de Seti I , en el techo del Ramesseum , ^{[ 3 ]} y en el mapa estelar de Senenmut . Este último es el mapa estelar más antiguo conocido, datado en 1534 a. C. según la posición de los planetas. ^{[ 2 ]}

Para la época del Imperio Neobabilónico , los astrónomos babilonios realizaban observaciones sistemáticas de las posiciones y el comportamiento de los planetas. Sabían, por ejemplo, que Marte completaba 37 períodos sinódicos , o 42 órbitas del zodíaco, cada 79 años. Los babilonios inventaron métodos aritméticos para realizar pequeñas correcciones a las posiciones predichas de los planetas. Esta técnica se basaba principalmente en mediciones de tiempo, como la aparición de Marte sobre el horizonte, en lugar de en la posición del planeta en la esfera celeste , que se conocía con menor precisión . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Los registros chinos de las apariciones y movimientos de Marte aparecen antes de la fundación de la dinastía Zhou (1045 a. C.), y para la dinastía Qin (221 a. C.), los astrónomos mantenían registros detallados de las conjunciones planetarias, incluidas las de Marte. Se observaron ocultaciones de Marte por Venus en 368, 375 y 405 d. C. ^{[ 6 ]} El período y el movimiento de la órbita del planeta se conocían en detalle durante la dinastía Tang (618 d. C.). ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

La astronomía temprana de la antigua Grecia estuvo influenciada por el conocimiento transmitido desde la cultura mesopotámica . Así, los babilonios asociaron Marte con Nergal , su dios de la guerra y la peste, y los griegos vincularon el planeta con su dios de la guerra, Ares . ^{[ 10 ]} Durante este período, los movimientos de los planetas eran de poco interés para los griegos; la obra de Hesíodo , Trabajos y días ( c. 650 a. C.), no menciona los planetas. ^{[ 11 ]}

Los griegos usaban la palabra planēton para referirse a los siete cuerpos celestes que se movían con respecto a las estrellas de fondo y sostenían una visión geocéntrica según la cual estos cuerpos se movían alrededor de la Tierra . En su obra La República (X.616E–617B), el filósofo griego Platón proporcionó la declaración más antigua conocida que define el orden de los planetas en la tradición astronómica griega. Su lista, en orden del más cercano al más lejano de la Tierra, era la siguiente: la Luna, el Sol, Venus, Mercurio , Marte, Júpiter , Saturno y las estrellas fijas. En su diálogo Timeo , Platón propuso que la progresión de estos objetos a través de los cielos dependía de su distancia, de modo que el objeto más distante se movía más lentamente. ^{[ 12 ]}

Aristóteles , discípulo de Platón, observó una ocultación de Marte por la Luna el 4 de mayo del 357 a. C. ^{[ 13 ]} De esto concluyó que Marte debía estar más lejos de la Tierra que la Luna. Observó que los egipcios y babilonios habían observado otras ocultaciones de estrellas y planetas similares. ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} Aristóteles utilizó esta evidencia observacional para apoyar la secuencia griega de los planetas. ^{[ 17 ]} Su obra De Caelo presentó un modelo del universo en el que el Sol, la Luna y los planetas giran alrededor de la Tierra a distancias fijas. El astrónomo griego Hiparco desarrolló una versión más sofisticada del modelo geocéntrico al proponer que Marte se movía a lo largo de una trayectoria circular llamada epiciclo que, a su vez, orbitaba alrededor de la Tierra a lo largo de un círculo mayor llamado deferente . ^{[ 18 ] [ 19 ]}

En el Egipto romano, durante el siglo II d. C., Claudio Ptolomeo intentó resolver el problema del movimiento orbital de Marte. Las observaciones de Marte habían demostrado que el planeta parecía moverse un 40 % más rápido en un lado de su órbita que en el otro, lo que contradecía el modelo aristotélico de movimiento uniforme. Ptolomeo modificó el modelo de movimiento planetario añadiendo un punto desplazado del centro de la órbita circular del planeta, alrededor del cual este gira a una velocidad uniforme . Propuso que el orden de los planetas, en orden creciente de distancia, era: la Luna, Mercurio, Venus, el Sol, Marte, Júpiter, Saturno y las estrellas fijas. ^{[ 20 ]} El modelo de Ptolomeo y su obra colectiva sobre astronomía se presentaron en la colección de varios volúmenes Almagesto , que se convirtió en el tratado de referencia sobre astronomía occidental durante los siguientes catorce siglos. ^{[ 19 ]}

En 1543, Nicolás Copérnico publicó un modelo heliocéntrico en su obra De revolutionibus orbium coelestium . Este enfoque situaba a la Tierra en una órbita alrededor del Sol entre las órbitas circulares de Venus y Marte. Su modelo explicaba con éxito por qué los planetas Marte, Júpiter y Saturno se encontraban en el lado opuesto del cielo con respecto al Sol cuando estaban en medio de sus movimientos retrógrados. Copérnico logró ordenar los planetas en su orden heliocéntrico correcto basándose únicamente en el período de sus órbitas alrededor del Sol. ^{[ 21 ]} Su teoría fue ganando aceptación gradualmente entre los astrónomos europeos, particularmente después de la publicación de las Tablas Pruténicas por el astrónomo alemán Erasmus Reinhold en 1551, que fueron calculadas utilizando el modelo copernicano. ^{[ 22 ]}

El 13 de octubre de 1590, el astrónomo alemán Michael Maestlin observó una ocultación de Marte por Venus. ^{[ 23 ]} Uno de sus alumnos, Johannes Kepler , se convirtió rápidamente en un seguidor del sistema copernicano. Tras completar su formación, Kepler se convirtió en asistente del noble y astrónomo danés Tycho Brahe . Con acceso a las detalladas observaciones de Marte realizadas por Tycho, Kepler se dedicó a elaborar matemáticamente un reemplazo para las Tablas Pruténicas. Después de fracasar repetidamente en ajustar el movimiento de Marte a una órbita circular, como requería el copernicanismo, logró igualar las observaciones de Tycho asumiendo que la órbita era una elipse y que el Sol se encontraba en uno de los focos . Su modelo se convirtió en la base de las leyes del movimiento planetario de Kepler , que se publicaron en su obra en varios volúmenes Epitome Astronomiae Copernicanae (Epítome de la astronomía copernicana) entre 1615 y 1621. ^{[ 24 ]}

En su punto más cercano, el tamaño angular de Marte es de 25 segundos de arco (una unidad de grado ); esto es demasiado pequeño para que el ojo humano lo pueda resolver . Por lo tanto, antes de la invención del telescopio , no se sabía nada sobre el planeta aparte de su tono rojizo y su posición en el cielo. ^{[ 25 ]} Los telescopios aparecieron en 1608 y en septiembre de 1610 el científico italiano Galileo Galilei indicó en sus registros que comenzó a observar Marte a través de un telescopio. ^{[ 26 ]} Este instrumento era demasiado primitivo para mostrar algún detalle de la superficie del planeta, ^{[ 27 ]} así que se propuso ver si Marte exhibía fases de oscuridad parcial similares a las de Venus o la Luna . Aunque inseguro de su éxito, en diciembre notó que Marte se había reducido en tamaño angular. ^{[ 26 ]} El astrónomo polaco Johannes Hevelius logró observar una fase de Marte en 1645. ^{[ 28 ]} 

En 1636, Francesco Fontana realizó la primera observación telescópica de Marte, pero no observó características reales. En 1644, el jesuita italiano Daniello Bartoli informó haber visto dos manchas más oscuras en Marte. Durante las oposiciones de 1651, 1653 y 1655, cuando el planeta realizó sus acercamientos más cercanos a la Tierra, el astrónomo italiano Giovanni Battista Riccioli y su estudiante Francesco Maria Grimaldi observaron manchas de diferente reflectividad en Marte. ^{[ 27 ]} La primera persona en dibujar Marte con características reales observadas fue el astrónomo holandés Christiaan Huygens . El 28 de noviembre de 1659, realizó una ilustración de Marte que mostraba la distintiva región oscura ahora conocida como Syrtis Major Planum , y posiblemente uno de los casquetes polares . ^{[ 30 ]} Ese mismo año, logró medir el período de rotación del planeta, estimándolo en aproximadamente 24 horas. ^{[ 28 ]} Hizo una estimación aproximada del diámetro de Marte, calculando que es aproximadamente el 60% del tamaño de la Tierra, lo que se compara bien con el valor moderno del 53%. ^{[ 31 ]} Quizás la primera mención definitiva del casquete polar sur de Marte fue hecha por el astrónomo italiano Giovanni Domenico Cassini , en 1666. Ese mismo año, utilizó observaciones de las marcas de la superficie de Marte para determinar un período de rotación de 24 ^h 40 ^m . Esto difiere del valor actualmente aceptado en menos de tres minutos. En 1672, Huygens notó un casquete blanco difuso en el polo norte. ^{[ 32 ]}

Después de que Cassini se convirtiera en el primer director del Observatorio de París en 1671, abordó el problema de la escala física del Sistema Solar. El tamaño relativo de las órbitas planetarias se conocía gracias a la tercera ley de Kepler , por lo que lo que se necesitaba era el tamaño real de la órbita de uno de los planetas. Para ello, se midió la posición de Marte con respecto a las estrellas de fondo desde diferentes puntos de la Tierra, midiendo así la paralaje diurna del planeta. Durante ese año, el planeta pasó por el punto de su órbita donde estaba más cerca del Sol (una oposición perihelica ), lo que hizo que este acercamiento a la Tierra fuera particularmente cercano. Cassini y Jean Picard determinaron la posición de Marte desde París , mientras que el astrónomo francés Jean Richer realizó mediciones desde Cayena , Sudamérica . Aunque estas observaciones se vieron limitadas por la calidad de los instrumentos, la paralaje calculada por Cassini se acercó al valor correcto en menos del 10 %. ^{[ 33 ] [ 34 ]} El astrónomo inglés John Flamsteed realizó intentos de medición comparables y obtuvo resultados similares. ^{[ 35 ]}

En 1704, el astrónomo italiano Jacques Philippe Maraldi realizó un estudio sistemático del casquete austral y observó que sufría variaciones a medida que el planeta rotaba. Esto indicaba que el casquete no estaba centrado en el polo. Observó que el tamaño del casquete variaba con el tiempo. ^{[ 27 ] [ 36 ]} El astrónomo británico de origen alemán Sir William Herschel comenzó a realizar observaciones del planeta Marte en 1777, en particular de los casquetes polares del planeta. En 1781, notó que el casquete austral parecía "extremadamente grande", lo que atribuyó a que ese polo había estado en la oscuridad durante los últimos doce meses. Para 1784, el casquete austral parecía mucho más pequeño, lo que sugería que los casquetes variaban con las estaciones del planeta y, por lo tanto, estaban hechos de hielo. En 1781, estimó el período de rotación de Marte en 24 ^h 39 ^m 21,67 ^s y midió la inclinación axial de los polos del planeta con respecto al plano orbital en 28,5°. Observó que Marte tenía una «atmósfera considerable pero moderada, por lo que sus habitantes probablemente disfrutan de una situación en muchos aspectos similar a la nuestra». ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]} Entre 1796 y 1809, el astrónomo francés Honoré Flaugergues observó oscurecimientos de Marte, sugiriendo que «velos de color ocre» cubrían la superficie. Este podría ser el primer informe de nubes o tormentas amarillas en Marte. ^{[ 40 ] [ 41 ]}

A principios del siglo XIX, las mejoras en el tamaño y la calidad de la óptica de los telescopios demostraron un avance significativo en la capacidad de observación. Entre estas mejoras, la más notable fue la lente acromática de dos componentes del óptico alemán Joseph von Fraunhofer, que eliminó esencialmente la coma , un efecto óptico que puede distorsionar el borde exterior de la imagen. Para 1812, Fraunhofer había logrado crear una lente objetivo acromática de 190 mm (7,5 pulgadas) de diámetro. El tamaño de esta lente primaria es el factor principal que determina la capacidad de captación de luz y la resolución de un telescopio refractor . ^{[ 42 ] [ 43 ]} Durante la oposición de Marte en 1830, los astrónomos alemanes Johann Heinrich Mädler y Wilhelm Beer utilizaron un telescopio refractor Fraunhofer de 95 mm (3,7 pulgadas) para iniciar un estudio exhaustivo del planeta. Eligieron una característica ubicada a 8° al sur del ecuador como su punto de referencia. (Más tarde se le denominó Sinus Meridiani , y se convertiría en el meridiano cero de Marte). Durante sus observaciones, establecieron que la mayoría de las características de la superficie de Marte eran permanentes y determinaron con mayor precisión el período de rotación del planeta. En 1840, Mädler combinó diez años de observaciones para dibujar el primer mapa de Marte. En lugar de dar nombres a las distintas marcas, Beer y Mädler simplemente las designaron con letras; así, Meridian Bay (Sinus Meridiani) era la característica " a ". ^{[ 28 ] [ 43 ] [ 44 ]}    

Trabajando en el Observatorio Vaticano durante la oposición de Marte en 1858, el astrónomo italiano Angelo Secchi observó una gran formación triangular azul, a la que denominó el "Escorpión Azul". Esta misma formación estacional, similar a una nube, fue vista por el astrónomo inglés J. Norman Lockyer en 1862, y ha sido observada por otros astrónomos. ^{[ 45 ]} Durante la oposición de 1862, el astrónomo holandés Frederik Kaiser realizó dibujos de Marte. Al comparar sus ilustraciones con las de Huygens y el filósofo natural inglés Robert Hooke , pudo refinar aún más el período de rotación de Marte. Su valor de 24 ^h 37 ^m 22,6 ^s es preciso con una exactitud de una décima de segundo. ^{[ 43 ] [ 46 ]}

Una versión posterior del mapa de Marte de Proctor, publicada en 1905.

Atlas de Marte de 1892 del astrónomo belga Louis Niesten

El padre Secchi produjo algunas de las primeras ilustraciones a color de Marte en 1863. Utilizó los nombres de exploradores famosos para las características distintivas. En 1869, observó dos características lineales oscuras en la superficie a las que se refirió como canali , que en italiano significa 'canales' o 'surcos'. ^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]} En 1867, el astrónomo inglés Richard A. Proctor creó un mapa más detallado de Marte basado en los dibujos de 1864 del astrónomo inglés William R. Dawes . Proctor nombró las diversas características más claras u oscuras en honor a astrónomos, del pasado y del presente, que habían contribuido a las observaciones de Marte. Durante la misma década, el astrónomo francés Camille Flammarion y el astrónomo inglés Nathan Green produjeron mapas y nomenclatura comparables . ^{[ 49 ]}

En la Universidad de Leipzig , entre 1862 y 1864, el astrónomo alemán Johann KF Zöllner desarrolló un fotómetro personalizado para medir la reflectividad de la Luna, los planetas y las estrellas brillantes. Para Marte, obtuvo un albedo de 0,27. Entre 1877 y 1893, los astrónomos alemanes Gustav Müller y Paul Kempf observaron Marte utilizando el fotómetro de Zöllner. Encontraron un pequeño coeficiente de fase —la variación de la reflectividad con el ángulo— que indicaba que la superficie de Marte es lisa y sin grandes irregularidades. ^{[ 50 ]} En 1867, el astrónomo francés Pierre Janssen y el astrónomo británico William Huggins utilizaron espectroscopios para examinar la atmósfera de Marte. Ambos compararon el espectro óptico de Marte con el de la Luna . Como el espectro de esta última no mostraba líneas de absorción de agua, creyeron haber detectado la presencia de vapor de agua en la atmósfera de Marte. Este resultado fue confirmado por el astrónomo alemán Herman C. Vogel en 1872 y por el astrónomo inglés Edward W. Maunder en 1875, pero posteriormente sería puesto en duda. ^{[ 51 ]} En 1882, apareció un artículo en Scientific American que analizaba la nieve en las regiones polares de Marte y especulaba sobre la probabilidad de corrientes oceánicas. ^{[ 52 ]}

En 1877 se produjo una oposición perihelica particularmente favorable. El astrónomo inglés David Gill aprovechó esta oportunidad para medir la paralaje diurna de Marte desde la Isla Ascensión , lo que le permitió estimar la paralaje en 8,78 ± 0,01 segundos de arco . ^{[ 53 ]} Con este resultado, pudo determinar con mayor precisión la distancia de la Tierra al Sol, basándose en el tamaño relativo de las órbitas de Marte y la Tierra. ^{[ 54 ]} Observó que el borde del disco de Marte aparecía borroso debido a su atmósfera, lo que limitaba la precisión que podía obtener para la posición del planeta. ^{[ 55 ]}

En agosto de 1877, el astrónomo estadounidense Asaph Hall descubrió las dos lunas de Marte utilizando un telescopio de 660 mm (26 pulgadas) en el Observatorio Naval de los Estados Unidos . ^{[ 56 ]} Los nombres de los dos satélites, Fobos y Deimos , fueron elegidos por Hall basándose en una sugerencia de Henry Madan , profesor de ciencias en el Eton College de Inglaterra. ^{[ 57 ]}  

Mapa de Marte realizado por Giovanni Schiaparelli entre 1877 y 1886, que muestra las características de los canales como líneas finas.

Dibujo de Marte tal como lo observó Lowell en algún momento antes de 1914. (Parte superior sur)

Durante la oposición de 1877, el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli utilizó un telescopio de 22 cm (8,7 pulgadas) para ayudar a producir el primer mapa detallado de Marte. Estos mapas contenían características notables que él llamó canali , que más tarde se demostró que eran una ilusión óptica . Estos canali eran supuestamente largas líneas rectas en la superficie de Marte a las que les dio nombres de ríos famosos de la Tierra. Su término canali fue popularmente mal traducido al inglés como canales . ^{[ 58 ] [ 59 ]} En 1886, el astrónomo inglés William F. Denning observó que estas características lineales eran de naturaleza irregular y mostraban concentraciones e interrupciones. Para 1895, el astrónomo inglés Edward Maunder se convenció de que las características lineales eran simplemente la suma de muchos detalles más pequeños. ^{[ 60 ]}  

En su obra de 1892, La planète Mars et ses conditions d'habitabilité , Camille Flammarion escribió sobre cómo estos canales se asemejaban a canales artificiales, que una raza inteligente podría usar para redistribuir el agua en un mundo marciano moribundo. Abogó por la existencia de tales habitantes y sugirió que podrían ser más avanzados que los humanos. ^{[ 61 ]}

Influenciado por las observaciones de Schiaparelli, Percival Lowell fundó un observatorio con telescopios de 30 y 45 cm (12 y 18 pulgadas) . El observatorio se utilizó para la exploración de Marte durante la última buena oportunidad en 1894 y las siguientes oposiciones menos favorables. Publicó libros sobre Marte y la vida en el planeta, que tuvieron una gran influencia en el público. ^{[ 62 ]} Los canales fueron descubiertos por otros astrónomos, como Henri Joseph Perrotin y Louis Thollon, utilizando un refractor de 38 cm (15 pulgadas) en el Observatorio de Niza , en Francia, uno de los telescopios más grandes de la época. ^{[ 63 ] [ 64 ]}    

A partir de 1901, el astrónomo estadounidense A. E. Douglass intentó fotografiar las estructuras de canales de Marte. Estos esfuerzos parecieron tener éxito cuando el astrónomo estadounidense Carl O. Lampland publicó fotografías de los supuestos canales en 1905. ^{[ 65 ]} Aunque estos resultados fueron ampliamente aceptados, fueron cuestionados por el astrónomo griego Eugène M. Antoniadi , el naturalista inglés Alfred Russel Wallace y otros, quienes los consideraron meras formaciones imaginarias. ^{[ 60 ] [ 66 ]} A medida que se utilizaban telescopios más grandes, se observaban menos canales largos y rectos . Durante una observación realizada en 1909 por Flammarion con un telescopio de 84 cm (33 pulgadas) , se observaron patrones irregulares, pero no se vieron canales . ^{[ 67 ]}  

A partir de 1909, Eugène Antoniadi pudo contribuir a refutar la teoría de los canales marcianos observando a través del gran refractor de Meudon , la Grande Lunette (  lente de 83 cm). ^{[ 68 ]} Una triple combinación de factores observacionales se conjugaron: la observación a través del tercer refractor más grande del mundo, la oposición de Marte y un clima excepcionalmente despejado. ^{[ 68 ]} Los canales se disolvieron ante los ojos de Antoniadi en diversas «manchas y manchas» en la superficie de Marte . ^{[ 68 ]}

La ocultación de la superficie causada por nubes amarillas ya se había observado en la década de 1870, cuando Schiaparelli las detectó. Se observaron evidencias de dichas nubes durante las oposiciones de 1892 y 1907. En 1909, Antoniadi observó que la presencia de nubes amarillas estaba asociada con la ocultación de las características del albedo. Descubrió que Marte se veía más amarillo durante las oposiciones, cuando el planeta estaba más cerca del Sol y recibía más energía. Sugirió que la causa de las nubes era arena o polvo arrastrado por el viento. ^{[ 70 ] [ 71 ]}

En 1894, el astrónomo estadounidense William W. Campbell descubrió que el espectro de Marte era idéntico al de la Luna, poniendo en duda la incipiente teoría de que la atmósfera marciana era similar a la de la Tierra. Las detecciones previas de agua en la atmósfera de Marte se explicaban por condiciones desfavorables, y Campbell determinó que la presencia de agua provenía enteramente de la atmósfera terrestre. Si bien coincidió en que los casquetes polares indicaban la presencia de agua en la atmósfera, no creía que fueran lo suficientemente grandes como para permitir la detección del vapor de agua. ^{[ 72 ]} En aquel entonces, los resultados de Campbell fueron considerados controvertidos y criticados por miembros de la comunidad astronómica, pero fueron confirmados por el astrónomo estadounidense Walter S. Adams en 1925. ^{[ 73 ]}

El astrónomo germano-báltico Hermann Struve utilizó los cambios observados en las órbitas de las lunas marcianas para determinar la influencia gravitacional de la forma achatada del planeta . En 1895, utilizó estos datos para estimar que el diámetro ecuatorial era 1/190 mayor que el diámetro polar. ^{[ 36 ] [ 74 ]} En 1911, refinó el valor a 1/192. Este resultado fue confirmado por el meteorólogo estadounidense Edgar W. Woolard en 1944. ^{[ 75 ]}

Utilizando un termopar de vacío conectado al telescopio Hooker de 2,54 m (100 pulgadas) en el Observatorio Mount Wilson , en 1924 los astrónomos estadounidenses Seth Barnes Nicholson y Edison Pettit pudieron medir la energía térmica que irradiaba la superficie de Marte. Determinaron que la temperatura variaba desde −68 °C (−90 °F) en el polo hasta 7 °C (45 °F) en el punto medio del disco (correspondiente al ecuador ). ^{[ 76 ]} A partir del mismo año, el físico estadounidense William Coblentz y el astrónomo estadounidense Carl Otto Lampland realizaron mediciones de la energía radiada de Marte . Los resultados mostraron que la temperatura nocturna en Marte descendía a −85 °C (−121 °F) , lo que indicaba una "enorme fluctuación diurna " en las temperaturas. ^{[ 77 ]} La temperatura de las nubes marcianas se midió en −30 °C (−22 °F) . ^{[ 78 ]} En 1926, al medir las líneas espectrales que se desplazaban hacia el rojo debido a los movimientos orbitales de Marte y la Tierra, el astrónomo estadounidense Walter Sydney Adams pudo medir directamente la cantidad de oxígeno y vapor de agua en la atmósfera de Marte. Determinó que en Marte prevalecían "condiciones desérticas extremas". ^{[ 79 ]} En 1934, Adams y el astrónomo estadounidense Theodore Dunham Jr. descubrieron que la cantidad de oxígeno en la atmósfera de Marte era menos del uno por ciento de la cantidad en un área comparable en la Tierra. ^{[ 80 ]}          

En 1927, el estudiante de posgrado holandés Cyprianus Annius van den Bosch determinó la masa de Marte basándose en los movimientos de las lunas marcianas, con una precisión del 0,2 %. Este resultado fue confirmado por el astrónomo holandés Willem de Sitter y publicado póstumamente en 1938. ^{[ 81 ]} Utilizando observaciones del asteroide cercano a la Tierra Eros entre 1926 y 1945, el astrónomo germano-estadounidense Eugene K. Rabe pudo realizar una estimación independiente de la masa de Marte, así como de los demás planetas del sistema solar interior , a partir de las perturbaciones gravitacionales del asteroide. Su margen de error estimado fue del 0,05 %, ^{[ 82 ]} pero comprobaciones posteriores sugirieron que su resultado estaba mal determinado en comparación con otros métodos. ^{[ 83 ]}

Durante la década de 1920, el astrónomo francés Bernard Lyot utilizó un polarímetro para estudiar las propiedades superficiales de la Luna y los planetas. En 1929, observó que la luz polarizada emitida por la superficie marciana era muy similar a la irradiada por la Luna, aunque especuló que sus observaciones podrían explicarse por la escarcha y posiblemente la vegetación. Basándose en la cantidad de luz solar dispersada por la atmósfera marciana, estableció un límite superior de 1/15 del espesor de la atmósfera terrestre. Esto restringió la presión superficial a no más de 2,4 kPa (24 mbar ) . ^{[ 84 ]} Utilizando espectrometría infrarroja , en 1947 el astrónomo neerlandés-estadounidense Gerard Kuiper detectó dióxido de carbono en la atmósfera marciana. Pudo estimar que la cantidad de dióxido de carbono sobre un área determinada de la superficie es el doble que en la Tierra. Sin embargo, debido a que sobreestimó la presión superficial en Marte, Kuiper concluyó erróneamente que los casquetes polares no podían estar compuestos de dióxido de carbono congelado. ^{[ 85 ]} En 1948, el meteorólogo estadounidense Seymour L. Hess determinó que la formación de las delgadas nubes marcianas solo requeriría 4 mm (0,16 pulgadas) de precipitación de agua y una presión de vapor de 0,1 kPa (1,0 mbar) . ^{[ 78 ]}      

La Unión Astronómica Internacional (IAU) introdujo la primera nomenclatura estándar para las características del albedo marciano cuando, en 1960, adoptó 128 nombres del mapa de Antoniadi de 1929, denominado La Planète Mars . El Grupo de Trabajo para la Nomenclatura del Sistema Planetario (WGPSN) fue establecido por la IAU en 1973 para estandarizar el esquema de nombres para Marte y otros cuerpos. ^{[ 86 ]}

El Programa Internacional de Patrulla Planetaria se formó en 1969 como un consorcio para monitorear continuamente los cambios planetarios. Este grupo mundial se centró en la observación de tormentas de polvo en Marte. Sus imágenes permiten estudiar los patrones estacionales marcianos a nivel global y demostraron que la mayoría de las tormentas de polvo marcianas ocurren cuando el planeta está más cerca del Sol. ^{[ 87 ]}

Desde la década de 1960, se han enviado naves espaciales robóticas para explorar Marte desde la órbita y la superficie con gran detalle. Además, la teledetección de Marte desde la Tierra mediante telescopios terrestres y orbitales ha continuado abarcando gran parte del espectro electromagnético . Esto incluye observaciones infrarrojas para determinar la composición de la superficie, ^{[ 88 ]} observaciones ultravioleta y submilimétricas de la composición atmosférica, ^{[ 89 ] [ 90 ]} y mediciones de radio de las velocidades del viento. ^{[ 91 ]}

El Telescopio Espacial Hubble (HST) se ha utilizado para realizar estudios sistemáticos de Marte ^{[ 92 ]} y ha tomado las imágenes de Marte de mayor resolución jamás capturadas desde la Tierra. ^{[ 93 ]} Este telescopio puede producir imágenes útiles del planeta cuando se encuentra a una distancia angular de al menos 50° del Sol. El HST puede tomar imágenes de un hemisferio , lo que permite observar sistemas meteorológicos completos. Los telescopios terrestres equipados con dispositivos de carga acoplada pueden producir imágenes útiles de Marte, lo que permite el monitoreo regular del clima del planeta durante las oposiciones. ^{[ 94 ]}

La emisión de rayos X de Marte fue observada por primera vez por astrónomos en 2001 utilizando el Observatorio de Rayos X Chandra , y en 2003 se demostró que tenía dos componentes. El primer componente es causado por la dispersión de los rayos X del Sol en la atmósfera superior marciana; el segundo proviene de interacciones entre iones que resultan en un intercambio de cargas. ^{[ 95 ]} La emisión de esta última fuente ha sido observada hasta ocho veces el radio de Marte por el observatorio orbital XMM-Newton . ^{[ 96 ]}

En 1983, el análisis del grupo de meteoritos shergottita , nakhlita y chassignita (SNC) mostró que podrían haberse originado en Marte . ^{[ 97 ]} Se cree que el meteorito Allan Hills 84001 , descubierto en la Antártida en 1984, se originó en Marte, pero tiene una composición completamente diferente a la del grupo SNC. En 1996, se anunció que este meteorito podría contener evidencia de fósiles microscópicos de bacterias marcianas . Sin embargo, este hallazgo sigue siendo controvertido. ^{[ 98 ]} El análisis químico de los meteoritos marcianos encontrados en la Tierra sugiere que la temperatura ambiente cerca de la superficie de Marte probablemente ha estado por debajo del punto de congelación del agua (0  °C) durante gran parte de los últimos cuatro mil millones de años. ^{[ 99 ]}

• Exploración de Marte
• Marte en la historia
• Módulo de aterrizaje en Marte

• "Marte en la cultura pop" . Programa de Exploración de Marte . NASA. 5 de mayo de 2008. Consultado el 16 de junio de 2012 .
• Snyder, Dave (mayo de 2001). "Una historia observacional de Marte" . Recuperado el 16 de junio de 2012 .