这些神器,帮马特呆萌踏上回乡路

作者:张连敏来源:蝌蚪五线谱发布时间:2015-12-02

马特呆萌在火星上,就像一只打不死的小强。能这样,他需要感谢这些神器!

  一场火星风暴过后,呆萌的理科男马克·沃特尼被困在了火星上。天线穿过了太空服,他受了伤,却幸运地活了下来,然而,地点却是在遥远的火星。无人知晓,漫漫的返乡路,他该怎么走呢?有哪些神器帮了他呢?

马克

栖息舱

  沙暴来袭,火星上红色的沙尘弥漫着整个星球,宇航员紧急撤退,成员之一的马克不幸被天线刺中,并从山头滚落昏迷过去。清醒后,马克第一反应是寻找栖息舱,那是宇航员在火星上的家,那里对他来说,意味着水、食物、避难所。

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  92平米的栖息舱伴着马克度过一个又一个的火星日。不管火星上如何荒凉:红沙漫天、毫无生机,一旦回到栖息舱,打开气闸,增压完成,就像是回到了地球一样。

  由于火星上大气层比较稀薄,大量的太阳能和中子辐射很容易穿越过来,所以栖息舱外表面覆盖有金属箔片(某种坚韧的聚脂类高分子物)和塑料泡沫。栖息舱内部设施齐全:住宿区,工作区,用于增减压的气闸室,能从二氧化碳中分离出氧气的氧合机,生产饮用水以及灌溉水的水循环装置,能够将粪便处理成真空形态的厕所,还有就是通讯列阵等。当然,通讯还需要主通讯碟才能进行。

火星漫游车

  栖息舱虽好,也没那么安全,如果氧合机坏了,会窒息而死;如果水循环装置坏了,会渴死;如果栖息舱泄漏,会被炸飞;即使都没有发生,马克也会死于饥饿。所以必须外出寻找回家路,此时“漂泊者号”火星漫游车成为他最重要的工具之一。

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  花了三个EVA(宇航员的舱外活动),马克挖出了一辆漫游车。这里成为马克的临时庇护所,全凭借它,马克才得以寻找到探路者号,和地球取得联系;随后又靠它找到了战神4号,成功升空和救援的赫尔墨斯号飞船会合。影片中的漫游车是一辆有拍摄功能的车辆,根据农业用车设计的,所有地形均可行驶,可以全轮转向、全轮悬架,炫酷吧?

  现如今,我们所制造出的漫游车主要任务就是向地球发送照片、仪器数据、状态数据,科学家借着高增益天线,透过直接通讯窗口传达指令。它最主要的工作就是移动后研究岩石:磨削、分析、拍照。

  区别是NASA发射的探测车用了整整11年,才在火星上行驶了42公里,而马克改装后的探测车,在火星上穿山越岭了3200公里,仅仅用了50多天!更牛的是,里面还坐了个宇航员!当然到了2030年,这样的事情是极有可能发生的。

探路者号

  正如电影里所讲,探路者号火星探测车的确是在1997年被NASA发射上去的。随后,它就发回了一系列沙土、岩石、山丘、沟壑的照片,栩栩如生。

探路者号

  马克驾驶漫步车离开阿西达利亚平原后,先去了阿瑞斯谷找到了探路者号和NASA取得了联系。原来,探测器是有相应的接口可以连接电脑,改造后的确可以和地球进行通讯联系。

      电影中,沟通相当有意思,是靠着探路者号的摄影机旋转的角度,利用十六进制进行对话。我们知道,十六进制是计算机中数据的一种表示方法,和我们日常生活中的表示法不一样,它由0-9,A-F组成,和十进制有着对应关系(0-9对应0-9;A-F对应10-15)。

  探路者号的摄影机旋转,指向十六进制的字母讯息,一个字母一个字母地拼出复杂的对话。当然,地球上的这帮高智商的家伙(NASA相关科学家)也伸出了援助之手,帮助马克骇入探测车计算机,发送计算机讯息沟通,更加方便。

宇航服

  宇航服也曾多次保护马克免于死亡,影片的最后,它也发挥了作用:马克戳破了宇航服,利用气体冲力,像蝙蝠侠一样在太空游荡,靠近上校。宇航服主要作用就是保护宇航员以及监控宇航员的生理指标,其中有生化监控仪,就在手臂位置有一个屏幕,上面的数据显示着周围环境的气体浓度等数据。一旦有异常,就会各种警报、警示和警告。

  即使宇航服破了也不用怕,头盔侧面有补丁包,漏斗状的,大头那边是高黏性的树胶,小头那边是一个阀门,使用的时候,打开阀门用大头封住洞口,泄漏的空气从阀门走掉,关上阀门,树胶起到密封作用,洞口封死了。

头盔

  即使使用者昏迷过去,没有主动做什么补救,宇航服感受到人体内的压力下降时,它就会立刻从氮气罐中释放气体进行补压。宇航服本来就有设备通过向宇航服内部释放空气来维持压力,只要洞不大,气体排放速度不是超快,总是可以维持一阵子的。

  下图左边的是NASA官方发布的最新宇航服,型号为Z-2,右边的就是马特•达蒙在影片中穿着的宇航服了。

宇航服

放射性同位素电源

  在影片中,马克驾驶着漫游车前去寻找战神4号,等待搭乘救援飞船回家。然而乘坐漫游车是很痛苦的经历,尽管漫游车都有加压密封的系统,这样宇航员在长时间进行地表活动时候可以脱掉太空服驾驶,还算自在,然而,要知道,火星地表的温度是很低的,昼夜温差在100℃左右,表面平均温度在-60℃左右。很快,人就会被冻死,我们呆萌的理科男又多了一种死法。

电源

  不过,这也难不倒他,他想到了取暖利器——核电池,即放射性同位素热电机,并把它挖了出来。放射性同位素热电机,即RTG,利用放射性衰变的热量进行温差发热。一般情况下,它使用的同位素就是钚-238。要知道,钚-238能产生稳定的热量,从而转化为电能。通过钚238制造的核电池可以持续供电长达数十年,多个土星、火星探测器都是使用这种能源。

  但是,这个做法不值得效仿,因为,钚本身剧毒,一旦损坏破裂,马呆萌就会灰飞烟灭。

火星土豆

  “人是铁,饭是钢,一天不吃饿得慌”,甭管这“天”指的是地球日,还是火星日,都得吃饭呀!吃饭才能补充卡路里。发现自己被困在火星之后,马克先是检查了一下食物储备:维生素,充裕!蛋白质,充裕!然而,卡路里,不足!

  不过,这难不倒身为植物学家的马克,他找到了土豆,制造卡路里最好的东东!土豆多产且含有大量卡路里,1千克约有770大卡。为了制造足够多的土豆,92平米的栖息舱被用来耕种,漫游车里面的应急三角帐篷也被拿来种植。

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  这可行吗?理论上是可以的,从机遇号、好奇号所探测到的火星土壤成分来看,火星土壤有足够的钠、镁、铝、磷、钙、铁等元素,唯一缺乏的是氮。不过,氮是可以通过人类的大小便补充。因此,在理论上,水、空气、养分三者都准备充分的情况下,土豆是完全可以被种出来的。

种土豆

  虽然火星土豆没有成为现实,但是,2014年,国际空间站的宇航员使用新鲜食物生产系统Veggie却成功种出了红生菜。这个系统使用红、蓝、绿光,帮助植物在一个类似枕头的袋子里生长,里面有肥料和湿润的环境,下图是宇航员收获红生菜。

红生菜

  最后,让我们跟呆萌一起,诚挚感谢这些让他平安回到地球的神器——虽然断了肋骨,那也不算什么,相信很多人愿意付出更多代价来换取这一趟火星之旅——因为,它们让我们看到了人类探索火星的希望,真没准儿,在NASA预测的2030年之后,人类就真的开始了在火星表面和运输飞船中的生活和工作。

  梦想总是要有的,万一实现了呢。

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