Length of Martian year

Duński astronom Tycho Brahe wykonał zaskakująco dokładne obliczenia położenia Marsa 20 lat przed wynalezieniem teleskopu! W 1576 Brahe stworzył Obserwatorium w Hven, na wyspie położonej w pobliżu Kopenhagi, gdzie przez 20 lat studiował gwiazdy.
Tycho Brahe, Astronomiae instauratae mechanica, 1598 r.
Za pomocą gołego oka w połączeniu z dużymi instrumentami Brahe obliczył położenie Marsa w czasie co do czterech minut kątowych. Jeśli zbadamy te dane zauważymy, że Mars wraca do tej samej pozycji na swojej orbicie co 687 dni. Ten przedział czasowy - rok marsjański - jest prawie tak długi jak dwa ziemskie lata.
Bieżąca wartość okresu obiegu orbitalnego Marsa wynosi': 686,98 dób słoneczych Ziemi

Length of Martian day

W jaki sposób możemy określić długości całej doby na Marsie?
Oto podpowiedź: musimy być w stanie rozpoznać cechy powierzchni Marsa. Oznacza to, że widząc punkt na powierzchni w określonym czasie i mierząc jak długo trwa pojawienie się go w tym samym miejscu jeszcze raz, możemy zmierzyć jak szybko Mars obraca się wokół własnej osi (jest to miara “doby”).  Zdolność do rozpoznawania cech powierzchniowych nie była możliwa, aż do wynalezienia teleskopów.
Giuseppe Bertini, Obraz Galeleo Gelilei, 1585
Mimo, że Galileo obserwował Marsa przez lunetę w 1609 roku, widziany przez nią Mars był nadal zbyt mały ze względu na powiększenie, które było około 20 razy mocniejsze od ludzkiego oka i uniemożliwiało to rozpoznawanie cech jego powierzchni. Po prostu opisał go jako „kuliste ciało oświetlone przez Słońce".  Uważał, że Mars był tej samej wielkość, co ziarnko grochu trzymane w odległości 2,4 m (8 stóp). W takiej skali nie mógł rozpoznać żadnych cech powierzchni.
W połowie XVII wieku postęp w konstrukcji teleskopu rozwiązał ten problem poprzez rozszerzenie długości teleskopy do 15-20 stóp.
Astroscopia Compendiari, złożony teleskop nieposiadajcy rurki, 1684 r.
Holenderski astronom Christiaan Huygens (1629-1695) naszkicował Marsa za pomocą zaawansowanego teleskopu własnej konstrukcji. Miał on 23 metry długości i powiększał obiekty stokrotnie. Mars oglądany przez ten teleskop był tak duży, jak księżyc widziany gołym okiem, choć z mniejszą ilością szczegółów:
Odwzorowanie szczegółów powierzchni Marsa przez artystę, widzianych przez teleskop Huygen. Obraz: Brit Cruise
W listopadzie 1659 roku Huygens zauważył na powierzchni Marsa znaczny, ciemny obszar o nieregularnym kształcie. W trakcie trwania wieczoru, sporządził notatki dotyczące widocznych zmian w pozycji owego ciemnego obszaru, który jest znany nowoczesnym obserwatorom jako wyraźnie ciemniejszy obszar na Marsie nazywany Syrtis Major.
Obraz: Międzynarodowa baza danych kartografii planet, 1659 r.
Huygens zauważył, że obszar powrócił do tej samej pozycji w tym samym czasie następnego dnia i obliczył, że Mars ma 24-godzinny okres rotacji. W 1666 roku Gian Domenico Cassini udoskonalił te obliczenia, podając, że okres obrotowy Marsa to 24 godziny i 40 minut, był to wynik bardzo zbliżony do wartości rzeczywistej, znanej nam dzisiaj:
Length of Martian solar day: 24h 39m 35.2s
Dzisiaj marsjański dzień nazywa się „Sol"