吐槽《火星救援》中的科學性到底多大?

1火星上的太陽風暴和重力？

  前一段時間熱映的好萊塢大片《火星救援》相信很多朋友們都去電影院觀看了，小編本人也去體驗了把4D，劇情不必多說，相信大家都懂，典型的美國英雄主義的影片。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？

吐槽點 一

  本片一上來我們就看到了，美國NASA的火星探測小隊遇到了太陽風暴，然後我們的hero就被隊友認為是撲街了。那麼火星上的太陽風暴到底啥樣？

  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。

吐槽點 二

  本片所有小夥伴在火星上走路的樣子和地球上無疑，可是我們都是到火星也是失重狀態呀！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。

2火星上教你如何生存450天！

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%。

水資源的獲取！（圖片來自：baidu）

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。

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。不過據相關植物學家吐槽，火星小夥伴種植土豆的先後順序出現了嚴重的錯誤！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。

正在自己種植土豆！（圖片來自：baidu）

汙水再生
  我們從中看到了馬特達蒙天天都有咖啡喝，為啥呢？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。

  這一部分，電影做的還是很好地，都是我們可以實現的！那麼接下來就讓我們看看，他將要如何求救？光吃喝也是不行的！！！

3如何向地球求救？

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。

火星車！（圖片來自：baidu）

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。

4炫酷的彈力弓是個啥？

  在電影《火星救援》中，NASA計算了馬克·沃特尼的食物儲備和他種土豆的供給情況，最初決定先發射一艘食物補給飛船過去，等下一次執行火星地面任務，再 用阿瑞斯4號接沃特尼回來。萬萬沒想到運載補給船的火箭剛升空就爆炸了，NASA員工們內心一定有一萬頭草泥馬奔騰而過。不過這未嘗不是一件好事，畢竟在 地球這端出事，總好過補給飛船花了八個多月時間降落火星時再發生事故的好，不然沃特尼真的將成為「迄今為止唯一死在火星上的人」了。這個時候，NASA的黑人小哥靈機一動，想出一套拯救沃特尼的絕（he）妙（he）的方案。為了驗證這個方案，小哥還用超級計算機演算了一遍。這一段還真是槽點滿滿的，且不說未經申請個人電腦就能接入超級計算機太扯淡，NASA小哥用的引力彈弓方法也只是一種飛行器加速常用的方法，而且還要用讓5個本來正常執行任務的太空人冒著極大的風險去拯救一個基本會要狗帶的太空人。

引力彈弓到底是什麼鬼？
  為了讓觀眾弄懂引力彈弓的方案到底是怎麼回事兒（因為NASA工作人員才不會這麼小白啊），黑人小哥還用了一個形象的比喻來說明他的救援方案。引力彈弓並不神奇，我們可以把「赫爾墨斯」號飛船想像成一個桌球，當它飛向一面靜止的球拍時，反彈速度是相同的（不考慮重力、空氣阻力、非彈性碰撞，其實是速率，那些理工宅想要刁難小編的情況）。但如果這個球拍向著來球方向移動，那這個球與拍相撞後反彈速度就會變快。在這裡，這面移動的球拍就是繞太陽公轉的地球，飛船從地球公轉中竊取了少量動能，從而獲得了更快的速度。跟球拍在球運動軌跡外側施力碰撞反彈不同的是，「赫爾墨斯」號的「反彈」是受到地球引力的牽引，所以是在繞過地球時，受到來自運動軌跡內側的力。

技術宅最屌！（圖片來自：cnbeta)

  這樣的應用十分常見，我們向地球以外的天體發射飛行器時，常會應用到其他行星或天體做引力彈弓，以此來節省燃料、時間和計劃成本。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。