望远镜里的火星，今天把哪一面朝向我们？
先认清火星自己的南北、经度和受光方向，再理解照片里的圆盘。
火星并不是每次都把同一个半球和同一条经线朝向我们。它在自转，地球与太阳的方向也不同；这些因素一起决定圆盘的倾斜、中央经线和明暗。
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先猜一下
火星面向地球的半球，必然也正对太阳吗？
查看答案与解释
不一定 — 地球和太阳从火星看通常不在同一个方向。
再把体验和科学连起来
先分清火星北极与天北
P给出火星北极轴在天空中的朝向，不等于你所在地的纬度。
火星极轴方向 → 观测位置角 P
地球看到的半球与太阳照到的半球不同
DE描述地球方向，DS描述太阳方向。这两个值可一正一负。
DE 与 DS 分别计算
火星自转，中央经线不断改变
ω告诉你此刻哪条经线位于圆盘中央；旋转要使用发光时刻，不能忽略光到地球所需时间。
W 用 JD − 光行时
同时计算明暗与大小
相位决定亮区与亏缺，地心距离决定视直径；图示尺寸不对应手机屏幕的实际角分辨率。
d=9.36″/Δ；q=(1−k)d
先求地球与太阳从火星看去的方向，分别得到DE、DS；W使用减去光行时的时刻。d为角直径，q为未照亮部分的角宽，两者均用角秒。
试一试
保持标记经度不变，推动几小时；再比较圆盘朝向和太阳照射方向。标记只是教学记号，不是真实火星地貌。
动手看一遍 →
符号不用背
- DE / DS
- 火星上看地球/太阳所在的赤纬
- ω / P
- 中央经线经度 / 北极轴位置角
- χ / k / q / d
- 亮缘位置角 / 亮区比例 / 最大亏缺 / 视直径
算法、精度与适用范围
实现第42章完整主要计算链：J2000起的极轴黄道方向、固定观测时刻的地球位置、反复求光行时后的火星位置、DE/DS、旋转角W与中央经线ω、光行差和章动后的轴位置角P、亮缘位置角χ、视直径9.36″/Δ、照明比例与亏缺。依赖第32/33章同日分点截断VSOP87及第25章章动/黄赤交角，不调用首页近似。原书42.a使用1992-11-09 UT并加原书ΔT约59秒；输入解释为TD。图像地表标记和颜色是示意，不模拟真实火星地图、极冠、尘暴或当地站心大气效应；不能替代精密观测软件。
我的理解检查
中央经线变化，首先与什么有关？
火星自转和观测几何 — 还需用光行时校正后的火星状态。
P是火星真实北极在地球纬度上的位置吗？
不是，是天空中轴的方向角 — 它描述图像方向，而不是地面位置。
图中的小标记是真实火星最新地貌图吗？
不是 — 它只帮助理解固定经度怎样随着自转出入视野。
火星圆盘需要三套信息：自身转到哪条经线、地球从哪边看、太阳从哪边照。
Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 42 章