《火星救援》中的科學與不科學

2020-11-23 驅動之家

整體而言,這真的是一部非常棒的電影,雖然存在著一些不科學的地方,但這卻是第一部真正描述火星的電影。這是第一部試圖通過真實的環境來講述人類在火星上頑強奮鬥,與太空的惡劣環境作鬥爭求生存的故事。

該片在風格上相當「硬科幻」,並沒有在火星上進行一些腦洞大開的設定。這部電影裡也沒有任何的腦洞元素——沒有怪物、沒有魔法、沒有納粹。

當然,作為一部科幻電影,《火星救援》難免也有虛構與誇張的成分。可以肯定的是,這部電影中確實有一些科學上失誤。接下來我們就來盤點一下其中的科學與不科學的地方:

火星上的大風暴

大風暴是不可能在火星上出現的。火星上的氣壓很低,不到地球的百分之一。換句話說,即使是火星上的風速達到了160公裡每小時,其實風力也就相當於地球上16公裡每小時的風力,這點風也就能放個風箏。

所以,其實電影中所描寫的大風暴不可能出現。雖然原作作者安迪·威爾自己也知道這一點,但是他也有他作為故事的「造物主」的權利:「我需要一個讓航天員離開火星的方法,所以我在這裡稍微杜撰了一下。而且,難道你不覺得突如其來的大風暴感覺很酷嗎?」

不過這卻是故事最重要的設定,沒有這火星上的大風暴,男主角馬特達蒙也就不用繼《拯救大兵瑞恩》、《星際穿越》之後,再度耗費這麼多人力了。

宇宙飛船的模型構建

從火星軌道太空飛行器的圓環直徑和旋轉速度來看,模型的構建基本是科學的,可以確定這種設計是的確能夠人工創造出一個介於火星與地球之間的重力水平的。

只是這個宇宙飛船實在是太超前了——看起來既龐大又複雜而且成本也十分高昂。建造宇宙飛船不是為了讓人們能夠坐在上面去看宇宙的,而是為了把來自地球的一小群專家成功送上火星的,是為了讓他們帶回能夠為火星計劃提供參考的有效數據的。或許未來的某一天,我們能夠看到這樣的宇宙飛船,就像在哥倫布遠航幾百年後才有的遠洋客輪那樣。但是,如果三桅帆船已經出現了,甚至是遠洋巨輪都出現了的話,哥倫布恐怕也就不會再想著去任何地方了吧。

火星上的重力

馬特·達蒙在火星上保持著地球般的移動方式是不科學的,因為在現實中的火星的重力只有地球的三分之一。NASA也曾做過設想,結論是要在火星上行走的最有效的方法就是用跳的方式進行大步移動,或是拖著腳進行小步移動。劇中的太空衣參考了2030年之後真實任務使用的太空服為原型,每套至少重達40磅。但是因為重力的原因其實只有三分之一的重量,所以行動起來應該會更輕盈一些才對。

自製水資源

火星表面沒有湖泊、河流或者海洋,火星太空人必須有他們自己的水補給來源。

而馬特·達蒙選擇了從火箭燃料中分解出了氮和氫,之後他把氫氣與氧氣混合在一起燃燒生成了水。

毋庸置疑,這肯定是可行的,但如果換做是我被困在火星上的話,恐怕只會想到讓水從土壤中出來吧。火星溫差很大,夏天時從攝氏零下153度到22度,水在火星上僅以冰的形態存在,是被凍住的「生命源泉」。雖然在低緯度上土壤內僅有約5%的水份(從重量上來說),但在兩極附近的土壤水份卻高達60%。

廁所

這是一個有點奇怪的地方。處理廢棄物最簡單的方法是把它們用袋子裝起來,然後封口,之後每天燒掉即可這是沒錯。

但利用溫室系統或物理化學過程進行廢物再利用——將其轉化為燃料、水和氧氣,其實理論上說是更有效率的啊。難道他們真的會回去分門別類的封裝上,並貼上寫有太空人名字的標籤來作為以後的科學研究材料嗎?我無法想像會有誰想要把這些東西帶回地球,或是直接在火星上研究它。你不是去火星上研究你自己的糞便去的,你是要在那裡了解火星的好嗎?

不過該片中大部分的情節還是非常的真實的,結合了虛構和真實兩種敘事元素,而這兩種元素都來自於NASA和其他機構已經完成的和未來在21世紀30年代的探索任務。NASA已經研發出多項在電影中展示的科學技術。

棲息地

在火星表面,瓦特尼在居住艙Hab內待了相當長的一段時間,這可以說是他遠離地球的家。未來登陸火星的太空人也需要這樣一個家以避免以飛沙為伴度過火星上的歲月。目前,在NASA的詹森航天中心,機組人員就在人類探索研究模擬項目(HERA)中為長航時深空任務做訓練。

植物農場

在《火星救援》中,瓦特尼把居住艙變為一個自給的的農場,長出的土豆成為第一種火星主食。如今,在近地軌道,生菜是太空中供給最充足的農作物。在國際空間站中,Veggie是一個有效的新鮮食物生產系統。

使用紅、藍、綠光,Veggie能夠使植物生長在一個類似於枕頭的東西裡,這是一個擁有基質和肥料以及微孔表面的小袋子,太空人可以從這裡收割食物。

汙水再生

在國際空間站上,一滴汗、淚甚至是尿都不會浪費。環境控制和生命支持系統無處不在地對水進行再生和循環,包括尿液,洗手水,漱口水以及其他來源。通過水再生系統(WRS),水被回收,過濾,準備再次使用。一位太空人曾舉例說過:「昨天的咖啡會變成明天的咖啡。」

氧氣製造

在國際空間站上,太空人擁有氧氣製造系統。這個系統可以循環處理太空飛行器中的空氣並高效穩定地提供可供呼吸的空氣。這個系統通過電解反應生產氧氣,把水分子分解成氧分子和氫原子。氧氣被釋放進空氣中,氫氣被排進太空或輸入Sabatier系統。這個系統利用空間站的大氣的剩餘副產品來生產水。

火星太空衣

火星的地表環境並不歡迎人類。大氣中也幾乎沒有任何可供呼吸的氧氣。太空人在居住艙外採樣和維修時必須穿著太空衣。每天瓦特尼都需要身著太空衣在火星地表進行很長時間的艙外工作,而且更為棘手的是他必須要在火星表面長途跋涉,所以他的太空衣必須足夠靈活、舒適、可靠。NASA正在研發能夠在火星上使用的太空衣。工程師考慮了從火星漫步到巖石採樣的一切需求。

火星車

一旦人類在火星表面著陸,他們必須在那裡居住一年以上才能等到最小地火距離點並返回地球。這樣太空人就會有大量的時間在周圍地區開展實驗和探索工作。

但是太空人必然不能夠被限制在步行距離範圍之內進行考察,為了走得更遠,他們必須擁有一部有力的、可靠的、靈活的火星車。在《火星救援》中,瓦特尼駕駛他的火星車進行過幾次急轉彎。甚至為了生存,他不得不對火星車經行了非傳統的改裝。

在今天的地球上,NASA也正致力於讓「多任務空間探索車」(MMSEV)能夠面對多種環境。MMSEV已經被用於NASA的模擬任務,用來幫助解決某些機構已經想到的一些可能會發生的問題,甚至是用於尋找一些可能被隱藏的問題。

離子推進

戰神三號計劃的成員所搭乘的赫密斯號,就是利用離子推進器來完成的地火轉移運輸。核推進比衝高,可以節省大量的攜帶推進劑,是當前正在研發的載人深空探索項目的關鍵技術之一。

這個技術允許像NASA的Dawn飛船用很少的燃料去執行一些瘋狂的任務。Dawn飛船已經完成了五年多的持續加速,總加速達到了驚人的25000英裡/小時。這比其他飛船的推進系統都要厲害的多。它已經完成了人類對穀神星和灶神星的第一次觀測。

太陽能電池板

火星上沒有加油站,沒有油井,也幾乎沒有風。只有太陽能才能讓太空人在火星任務中走得更遠。電影中Hermes飛船就使用太陽能列陣來獲得能源,瓦特尼也正是利用了太陽能板才能使自己在火星上成功生存下來。

在國際空間站,4個太陽能列陣能夠提供84-120千瓦的電力,這些能量足夠40個家庭使用。空間站並不需要滿功率使用,然而萬一出現事故,能量冗餘反而有助於減少事故的風險。

自2000年以來,太陽能系統一直為空間站提供能源,並處於安全穩定的運行狀態下。NASA研製的Orion飛船將帶人類飛向比以往更遠的地方,它也是使用太陽能陣列作為未來任務的能量來源。它的陣列板可以在陽光下獲取能源的同時給鋰離子電池充電。假如Orion飛船在月球的背面——沒有陽光的位置,電池也能為飛船運行提供足夠的能源。

編後語

如今,美國的太空計劃雖然已經被凍結。但美國宇航局談到過想要在2043年把人類送到火星上,不過這已經可以說是推遲了一代人了。和1961年成功把人類送上月球相比,我們現在已經距離把人成功送到火星上非常接近了。

在2017年的春天,歐巴馬的繼任者應該會和1961年的甘迺迪一樣有勇氣和決心說,我們可能會在他(或她)的第二個任期結束前登上火星。

這是一種政治意願,這是對於《火星救援》而言的真正意義所在。這仿佛就像是在說:「我們可以做到這一點。只要我們肯去思考,一定能夠成功戰勝這些困難。」

相關焦點

  • 《火星救援》:喜劇貫穿全片 以科學思路救援一切
    共31張     1905電影網訊 很多人都沒有想到,像《火星救援被困在火星的男主角馬克,依靠自己的科學知識艱難求生,並在科學的幫助下獲救,回到了地球。    從《拯救大兵瑞恩》到《星際穿越》,一直到剛剛上映的《火星救援》,馬特·達蒙一直在出演待拯救的人,連他自己都忍不住吐槽,被拯救的次數會不會有些太多。從劇情設置上,《火星救援》一開始就被描述為火星上的「魯濱遜漂流記」。關於一個孤獨的男人,獨自在火星艱難求生的故事。
  • 中國載人航天專家揭秘《火星救援》中的航天科學
    網易娛樂12月9日報導 試想你一覺醒來,發現躺在火星的沙漠裡,太空人隊友都以為你掛了,正光速飛回地球。《少年派的奇幻漂流》在印度洋裡飄,好歹還有一隻老虎陪著,你抬頭,周圍連只蒼蠅都沒有,咋辦?這正是當下備受熱議的電影《火星救援》中,馬特·達蒙飾演的馬克·沃特尼的真實處境。
  • 《火星救援》影評:把科學思維置於先進技術之上
    以《火星救援》為例,影片採用了絕境求生的情境設定,但對心理考驗和情感衝突毫無興趣,放過了許多展開戲劇衝突的機會,比如太空旅途上的情感糾葛、電車難題式的倫理衝突、技術思維與官僚政治的內在矛盾等,基本點到為止。因為,以科學的方式呈現科學的力量,才是這類電影的興趣所在。  儘管影片也把絕境中的樂觀當作一個賣點,但片中主角的插科打諢,和普通人理解的樂觀主義恐怕是兩個品種。
  • 看《火星救援》中的科學與不...
    這是第一部試圖通過真實的環境來講述人類在火星上頑強奮鬥,與太空的惡劣環境作鬥爭求生存的故事。該片在風格上相當「硬科幻」,並沒有在火星上進行一些腦洞大開的設定。這部電影裡也沒有任何的腦洞元素——沒有怪物、沒有魔法、沒有納粹。當然,作為一部科幻電影,《火星救援》難免也有虛構與誇張的成分。可以肯定的是,這部電影中確實有一些科學上失誤。接下來我們就來盤點一下其中的科學與不科學的地方:
  • 《火星救援》在火星上種土豆:這科學嗎?
    首先《火星救援》的原作者安迪·威爾在寫這個故事時的設定和探索火星的手段都是根據現實中NASA的火星計劃而創作的。上周導演雷德利·斯科特來中國首映時也表示,NASA負責了太空人和飛船部分的道具和技術指導,該實驗室則為影片提供了火星上的漫遊器。這裡還需要提到《火星救援》竟然還出現了1996年的火星探路者號,它是馬克回歸地球的關鍵道具,這個細節估計會讓很多太空迷更加激動。
  • 《火星救援》太空人在火星上種土豆:這科學嗎?
    首先《火星救援》的原作者安迪·威爾在寫這個故事時的設定和探索火星的手段都是根據現實中NASA的火星計劃而創作的。上周導演雷德利·斯科特來中國首映時也表示,NASA負責了太空人和飛船部分的道具和技術指導,該實驗室則為影片提供了火星上的漫遊器。這裡還需要提到《火星救援》竟然還出現了1996年的火星探路者號,它是馬克回歸地球的關鍵道具,這個細節估計會讓很多太空迷更加激動。
  • 《火星救援》究竟符不符合現代科學,專業人士給你解讀
    《火星救援》改編自一個計算機阿宅的同名小說,這本小說和電影受到了NASA科研人員的高度好評,可以說是富有想像力卻又硬又科學的好科幻。雖然大溼覺得這部片子角色刻畫不足,但是在科幻方面的確是非常精彩的。這篇是外網NASA工程師寫的關於《火星救援》的科學性評價,他從幾個角度分別打分,並且從每個角度描述片中好的設計、壞的設計和最令他感覺到奇幻的設計。
  • 《火星救援》求生的欲望
    改編自同名網絡小說的《火星救援》,其題材就令人相當著迷:透過受困在火星上的地球人,如何利用有限的資源,在一個陌生的環境中求生,宛如《浩劫重生》的劇情,融合《馬蓋先》的機智,加上《2009月球漫遊》的孤獨感,《火星任務》的太空探險場面,讓《火星救援》整體呈現相當多元豐富。
  • 《火星救援》裡的物理學
    [摘要]《火星救援》打著科幻電影的名義,寫的是科學和勵志故事。萬一有一天我被拉在火星,我會怎麼辦?我也會說出瓦特尼說的話,讓科學幫我活命,讓科學徵服火星。我們中國對火星也有想法,火星探測器螢火一號也誕生了,但因為俄國太空飛行器變軌失敗,螢火一號也就消失在茫茫太空中了。我們相信,在探月的同時,中國還會繼續探索火星的計劃。《火星救援》裡的太陽神計劃就是中國的,這部電影嵌入中國元素包括太陽神計劃和陳數,不完全是為了考慮中國票房。太陽神計劃也許比美國人還先進,我覺得未來二十年或者三十年後完全有可能。
  • 電影《火星救援》中的情景有可能實現嗎?
    如果說火星原本也和地球一樣擁有海洋,那麼它的水又去哪裡了?我們熟悉的電影《火星救援》中的情景有可能實現嗎? 中央紀委國家監委網站《科技向未來》第二期節目《即將啟航!關於火星,你知道多少?》,為您繼續揭秘中國首次火星探測任務。 電影《火星救援》中的情景 有可能實現嗎?
  • 火星救援中的理性精神
    火星救援中的理性精神今天小編要為大家介紹一部星際版的野外生存故事,那就是《火星救援》。故事開始於男主一行人的火星任務,在一次巨大的風暴當中,男主一行人急於逃離火星,但是過程當中,團隊的領導沒有發現男主掉了隊,最終男主被遺棄在這座荒涼的星球上。男主醒來後,發現自己受了傷,於是他拖著受傷的身體,艱難地回到了能夠提供生命支持的基地。
  • 《火星救援》影評:一部前所未見的紀實科幻片
    文|韋其江  眾人翹盼的《火星救援》終於在25日登場,410萬元的午夜場成績讓《火星救援》不出意外地成為熱賣品。從市場走向來看,《火星救援》有望衝擊單周5億元的票房高點。  作為科幻片的《火星救援》這次也是獨具匠心的將科幻和科學「運用一妙,存乎一心」了。
  • 《火星救援》一部激動人心的電影
    當然,火星救援擁有將近50年的科學進步的好處,包括我們實際登陸火星的火星車已發回圖像,視頻和數據向我們展示了表面的樣子。哈斯金不得不依賴大量的猜測,這導致他的電影對火星的氣氛和表面本身的錯誤結論,但是這部電影仍然保持得體面,直到被奴役的外星人到達終點。儘管它的頭銜是火星救援沒有外星人。
  • 吐槽《火星救援》中的科學性到底多大?
    馬特達蒙飾演的主人公在火星上開始猶豫電磁風暴從而遭到遺棄,獨自生活了450天最終獲救的故事。據報導這部影片的導演親自向美國NASA進行了資深的探討,從而確定是否符合科學性。今兒小編就吐槽下,火星救援中的科學性到底有多大?
  • 其實《火星救援》是一部青春片
    安迪·威爾的小說《火星任務》改編的年度大片《火星救援》在中國大陸正式公映3天,累計票房超過2億,位居近期票房之冠。比另一部近期公映的熱門電影《我的少女時代》9天累計1.96億票房的業績還要好。一部科幻題材電影比一部青春電影的票房業績高,在院線電影市場上並不多見。不過在我看,《火星救援》其實就是一部青春片。
  • 火星和土豆的愛恨糾葛 聽聽《火星救援》電影主創怎麼說
    憑藉科學、樂觀和足智多謀,他獨自存活了整整一個火星年,直到救援抵達;而在現實中,原著小說《火星救援》從默默無聞的安迪在博客上自娛自樂的寫作成為亞馬遜自出版暢銷書。現在,這個科幻故事又變成了雷德利·斯科特執導的好萊塢大片,馬特·達蒙、塞巴斯蒂安·斯坦等大牌演員加盟出演——這部作品,也許是科學在好萊塢的所有現身中最準確的一次。
  • 解碼《火星救援》的視效和設計
    從在太空休息站裡苦心鑽研外星土豆培育,到穿著太空衣在紅色火星荒漠中孤獨穿行,極具真實感的外星體驗讓看官們過足了癮。緊接著,「火星雙程特價票各大影院有售」的消息被買帳的觀眾們傳開了。一來二去,票房自然是吃香得緊。迄今為止,《火星救援》已納入了約6.2億美元的全球票房總收入。    但在影片上映之前,誰也無法預料票房的走向,因此投資、策劃都必須謹慎。如何能夠確保人氣、口碑雙豐收?
  • 《火星救援》:達蒙版火星生存百科全書靠譜
    另外如果可以,導演別再把我扔回火星種土豆了,在地球種土豆比火星要好很多,我可以到商店買一些肥料,不用費勁積攢糞便去施肥。」   對於是否認同《火星救援》中的角色是自己這幾年表現最出色的,達蒙笑說:「演員經驗越豐富,表現會越好,大家都希望出演的下一部是最好的。我做演員有30年左右,希望越來越好。」
  • 《火星救援》真的完爆《星際穿越》嗎?
    《火星救援》已經連續兩周領跑北美周末票房榜,影片的中國檔期暫定在11月25日。近年來太空片掀起熱潮,《地心引力》和《星際穿越》都令觀眾印象深刻。那麼,這部傳聞中「2015年底最值得一看的科幻大片」,跟那兩部已經聲名卓著的作品相比,有什麼不同?其實從數據看,它真沒有那麼牛。
  • 科幻大片《火星救援》中國元素亮了
    而為了拍攝《火星救援》,斯科特甚至推遲了《普羅米修斯2》的拍攝。《火星救援》還原了科學真實。《火星救援》原著就來源於美國宇航局NASA火星計劃,劇本中有50頁都是關於NASA細節的內容,如何在火星上生成氧氣,如何在火星上種土豆,這些技術據稱NASA都有科學實驗原型。為了儘可能接近真實,在拍攝過程中有任何疑問,都會直接給NASA打電話詢問。