火星生存指南:最会种土豆的宇航员来了

澎湃新闻记者 徐明徽

2015-11-24 07:55 来源:澎湃新闻

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《火星救援》剧照,宇航员马克·沃特尼被独自留在火星后,靠种土豆为生。
想象一下,万一被你被遗留在火星,可以靠吃土豆生存500天吗?对天空探索着迷的观众,在2015年末还能赶上一场惊心动魄的太空惊险之旅。由好莱坞大师级导演雷德利.斯科特执导,马特·达蒙主演的《火星救援》即将上映。
电影讲述了,在一次人类登陆火星的任务中,宇航员马克·沃特尼(马特·达蒙饰)经历了一场恶劣的风暴,与他的机组成员失联,组员们认为马克已经丧生不得已乘坐飞行器离开了火星。马克幸运地活了下来,却又悲催地发现自己成了火星上的“鲁滨逊”,这颗红色星球上仅剩他一人,而生命补给仅能维持数十天。万幸,马克还是一名植物学家,他利用科学将居住舱变成自给的土豆农场获得新生,使自己在火星上支撑了近500天,等到了组员的返程救援。
火星适合人类生存吗?火星上曾经有过生命吗?电影中的技术是真实的吗?11月23日,《火星救援》IMAX沪上观影会上,天体物理学家孙正凡到现场为观众科普了火星、宇航技术。
孙正凡介绍,火星是目前已知、最像地球的天体,它有四季交替,火星一天(自转一圈)只比地球长40分钟。火星大气成分也与地球大气很相似,主要是二氧化碳、氮气、氧气。火星的直径是地球的一半,重力只有地球的40%,一个体重100斤的女孩子到火星上,重量就只有40斤。
但火星显然不适合人类生存,因为火星大气密度极低,只有地球的百分之一,平均温度零下55度,在这温度下就连二氧化碳都结成干冰。而且火星表面是一个大沙漠,经常会刮起席卷整个星球的沙尘暴。在电影中,马克和机组成员也是在一场大型的沙尘暴中失去联系。影片“火星表面”的场景是在约旦著名的“玫瑰沙漠”瓦迪拉姆取景的,最终的效果由实景拍摄+CG共同完成。
“玫瑰沙漠”瓦迪拉姆
“水”被认为是生命之源,就在今年9月,美国国家航空航天局(NASA)发布了在火星表面发现存在液态水活动的“强有力”证据。这一发现来自NASA的火星侦察轨道器(MRO),MRO在2010年所拍摄的手指状阴影条纹已经被证实是由火星上的液态水形成。美国航天局将其称为“季节性斜坡纹线”,并认为这种奇特的季节性地貌是由咸水流造成的。
火星上Melas Chasma地区扇形细颗粒物质上发育的季节性坡纹
此前,火星上的水一直被认为是以固态冰的形式存在。孙正凡说:“如果能证实液态水的存在,那表示不仅会有生物存在的可能,并且将来人类探索火星、甚至移民火星,都将不必携带食用水,这将腾挪出更多重量运载其他物品。”
孙正凡告诉在场的观众,现在火星探测最令人感兴趣的部分就是去寻找生物、或者生物化石。“在几十亿年之前,火星上甚至还有海洋,只是在漫长的时间里水分逐渐消失在太空里了。美国科学家在南极发现过一块火星陨石ALH84001,它来自45亿年前的火星。1996年,NASA在这块陨石找到类似细菌结构的东西,不过还不能确认,如果能确认的话,那将是震惊世界的。在《火星救援》这部电影里,机组女指挥官刘易斯的工作就是寻找火星上有没有生物化石。”
然而外太空探索危险重重,孙正凡说:“历史上三分之二探索火星的计划都失败了,2011年中国的“萤火一号”就曾搭乘俄罗斯火箭前往火星,可惜俄罗斯火箭本身出了故障,我们的萤火一号也受到了连累,下一次估计要到2020年了。”不过这依然不能阻止人类向未知领域的探索,目前火星探索已经成为航天领域最为热门的目标。在21世纪以来,火星探索的次数已经超过了月球探索。“美国、欧盟、俄罗斯、印度和中国在内的许多国家都在实施火星探索计划,载人前往火星在未来的十几二十年就将实现。
《火星救援》小说
揭秘NASA也成为了《火星救援》的看点之一。《火星救援》的原作者安迪·威尔是一位沉迷于相对论物理、轨道力学和载人飞船的太空宅男,这部作品故事的设定和探索火星的手段都是根据现实中NASA的火星计划而创作,电影剧本有50页的内容是有关NASA的细节,影片总共拍摄70天,其中拍摄NASA就用了21天。据导演雷德利.斯科特介绍,NASA和JPL(美国加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室)对影片的拍摄都提供了巨大的帮助,NASA负责了宇航员和飞船部分的道具和技术指导,JPL则为影片提供了火星上的漫游器。
值得一提的是,在电影的故事情节中采用了不少前瞻性的技术。孙正凡介绍,比如机组成员使用了离子推进器来加速飞越280万英里。“这项技术是真实存在,并且已经研究了40年之久。如今在卫星上有应用,我国发射的“实践9号”携带的卫星上就使用了离子电推力技术。不过在深空探索上(如飞往火星、土星等)暂时还未应用。”
传统的火箭采用尾部喷出高速的气体实现向前推进,离子推进器也是采用同样的喷气式原理,但是它并不采用燃料燃烧而排出炽热的气体,它所喷出的是一束带电粒子或是离子。它所提供的推动力或许相对较弱,但所需的燃料要比普通火箭少得多。只要离子推进器能够长期保持性能稳定,它最终将能够把太空飞船加速到更高的速度。孙正凡说,再过10年、20年,这些电影中的科幻技术都将会实现。
马克在基地铺上火星土准备种植土豆
在影片中,马克在火星上利用科学制造出氧气与水,种出土豆来维持生命补给也成为影片最大的看点。土豆的好处不用多说,不但富含膳食纤维,还有利于预防高血压、高胆固醇及糖尿病等。生死存亡之际更显得知识的可贵啊。马克将火星上的土壤在基地室内铺好,再用自己的粪便混入,以培植微生物和养料。为了采集水,马克用铂,从火星登陆舱的火箭燃料中分解出氢气,再混上氧气燃烧,经过一次实验失败爆炸后,马克终于得到了水,土豆也得以生长发芽。
在马克培育下生长出的土豆
土豆在火星上救了宇航员的命,在地球上也是不可或缺的粮食。世界上诸多国家将马铃薯当作主粮,比如欧洲国家人均年消费量稳定在50-60公斤,俄罗斯人均消费量达到170多公斤。而在中国,也正在推行“土豆主粮化”的思路。受耕地面积、水资源、气候变化等因素变化影响,小麦、水稻、玉米等传统粮食作物继续增产的难度越来越大,但土豆增产潜力远优于小麦、水稻和玉米等传统作物,且土豆更耐储存。在《火星救援》中,正是土豆耐储存的特点,让宇航员马克熬过了数百日的生存。
如果你还想了解:怎样在火星上取暖?如何在火星上与地球通讯?作者如何脑洞大开让主人公“飞离”火星在太空中与救援飞行器对接,那就去看看电影吧。
文艺
我是《火星救援》的译者陈灼,关于这部小说和科幻相关问题,问我吧!
陈灼 2015-11-04 69 已关闭提问
文艺
我是科幻作者陈楸帆,关于这些年人类对火星的科学幻想,问我吧!
陈楸帆 2015-08-26 84 已关闭提问
责任编辑:梁佳澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 火星

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