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解读《火星救援》


火星宇航服(Mars Spacesuit)
火星表面对于人类来说可并不怎么适宜。那里大气温度非常低,也几乎没有可以呼吸 的空气。在居住舱外的火星表面采集样本、维护设施时,宇航员要想活下来,宇航服 是必不可少的。
火星宇航服(Mars Spacesuit)
在他度过的那些火星日(sol,也就是火星上的日出日落一周期)中,马克·沃特尼 经常穿着宇航服工作,他最后还需要在火星上长途旅行。因此他的宇航服应当是灵活、 舒适而可靠的。 现在,NASA正在研究可用于火星探索的宇航服技术。从穿越火星地貌到采集岩石样本, 设计工程师需要考虑到宇航员在火星上所需执行的一切任务。 Z-2和Prototype eXploration宇航服是NASA设计的新型宇航服样本,它们运用了新技 术解决了一些独特的问题,日后,这些技术将会被用于首批登上火星的宇航员们所穿 的宇航服上。它们分别用于解决不同的技术缺口——也就是宇航服完成火星任务所缺 失的功能。宇航服设计工程师在硬复合材料和纤维间进行权衡,寻找耐用性和灵活性 的平衡。
火星车(Rover)
在《火星救援》中,沃特尼开着他的火星车跑了好几趟,他甚至还对他的火星车进行 了一些不怎么正统的改装,好让自己生存下来。
火星车(Rover)
今天,在地球上,NASA正在使用多任务太空探索车(MMSEV),为可能遇到的一切情 况做准备。MMSEV已被用于NASA的模拟任务项目,以帮助解决NASA已经知晓的问题, 发掘尚未发现的问题。这项技术的用途十分广泛,可被用于支持未来探索小行星、火 星、火星的卫星及其他类型的任务。目前,MMSEV已经为解决诸如行驶距离、快速进 出和辐射保护等问题发挥了作用。为了保证探测器的机动性,一些版本的探测器装备 了6个转向轮。这样,即使有一个爆胎,只要向上收起出了问题的轮胎,火星车依旧 可以正常运作。
离子引擎(Ion Propulsion)
NASA设计的“新一代”(NEXT)离子引擎。
这项技术使NASA今天的航天器,比如曙光号探测器,得以尽可能地减少燃料的消耗, 并能够完成一些疯狂的轨道变换。曙光号目前已经完成了超过五年的持续加速,累计 速度变化达到了每小时40000千米,超过了任何只靠自身推进系统推进的宇宙飞船。 一路上,它完成了人类对矮行星灶神星以及小行星谷神星的第一次造访。
解读《火星救援》
——《火星救援》中的科学知识
剧情简介
《火星救援》是由二十世纪福斯电影公司出
品,由雷德利·斯科特执导,马特·达蒙、杰西 卡·查斯坦、塞巴斯蒂安·斯坦、阿卡塞尔·亨 涅联袂出演的科幻片。该片根据安迪·威尔的同 名小说改编,讲述了由于一场沙尘暴,马克与他 的团队失联,孤身一人置身于火星面临着飞船损 毁,想方设法回地球的故事。影片于2015年10月 2日以3D的形式在美国上映,2015年11月25日以 IMAX3D格式在中国大陆上映。
郭明
演员:高雄 中国国家航天局 首席科学家
NASA
文森特·卡普尔
演员:切瓦特·埃加福特 火星任务总指挥 NASA
米奇·亨德森
演员:肖恩·宾 赫尔墨斯号航行指挥员 NASA
安妮·蒙特罗斯
演员:克里斯汀·韦格 媒体关系部部长 NASA
《火星救援》中真实的NASA科技
一直以来,火星都在人类的想象和文化中占据着中心位置。古人讶异于它的红色, 以及年复一年循着周期跌宕起伏的亮度。早期的望远镜观测让一些人猜想这颗星球 被运河所覆盖,而这些运河则是火星居民用于交通和贸易的通道。在《世界大战》
NASA的多任务太空探索车(MMSEV)。图片来源:NASA
离子引擎(Ion Propulsion)
NASA设计的“新一代”(NEXT)离子引擎。 《火星救援》中,在往返火星的旅途中,战神3号上的宇航员们在赫尔墨斯号宇宙飞 船上生活了几个月的时间,使用离子引擎这种有效的推进方式,穿越了将近5亿千米 的空间。离子引擎的工作方式是向氩气或者氙气通电,以大约每小时35万公里的高速 释放出离子。宇宙飞船受到的力像微风一般轻柔,但通过年复一年的持续加速,飞船 最终可以达到惊人的速度。离子推进还允许飞船多次改变它的轨道,然后脱离轨道, 奔向另一个遥远的世界。
上有运河存在的白日幻想。就在50年前,一架经过火星的航天器拍下了它的第一张 照片,显示火星拥有模糊的大气层。现在,经过数十年的火星探索,人们发现火星 曾经存在过开放水域——生命存在的基本要素。 《火星救援》把关于火星的想象和事实结合在了一起,将故事建立在NASA和其他组 织为探索火星所做的共同努力上,并把时间推移至2030年——那时,NASA的宇航员 会定期登上火星,并在火星表面上生活一段时间,进行探索工作。尽管小说的故事 发生在20年后,NASA实际上已经拥有了电影中出现的许多技术。
水回收(Water Recovery)
火星表层上没有任何湖泊、河水或者海洋,如果从地球上运水过去则要花上九个月以 上的时间。火星上的宇航员必须创建出自己的供水系统。因为战神3号上的水回收装 置,宇宙飞船上的全体成员在火星上没有浪费一滴水,而沃特尼则需要凭借自己的聪 明才智,来保证自己在这颗红色的星球上不至脱水,并且生存下来。 在国际空间站上,没有一滴汗水、眼泪甚至尿液会被浪费。环境控制和维生系统会回 收并循环使用从各种地方采集来的水:尿液、洗手水、口腔清洁时使用的水等等。通 过水回收系统(WRS),水被回收、过滤,并重新被投入使用。一个宇航员曾这么说 过:“昨天的咖啡就是今天的咖啡。” 在太空中,液体的确会造成一些棘手的问题。水回收系统等相关系统必须考虑到,在 微重力空间中液体的表现是非常不同的。比如,水回收系统处理尿液时必须使用离心 机来进行蒸馏,因为在太空中,液体和气体并不会像在地球上那样分离。 NASA没有停止过研发水回收新技术的脚步。目前,有研究正在试图提升一次性多用过 滤网(用于过滤无机污染物,以及不挥发的有机污染物)的性能,使之成为水回收系 统中更具永久性的部件。卤水回收过程则会从尿液蒸馏的“底料”中回收每一滴水。 在未来的探索任务中,宇航员对来自地球的水和零部件补给的依赖将会减少。 这项科技也被引进给了地球上的一些偏远地区,或者遭受严重自然灾害的地区,来为 他们提供清洁的饮水。
火星宇航服(Mars Spacesuit)
直接从舱内跳进室外宇航服的接口设计。
行走在火星中的一大挑战是火星上的尘土。在火星表面行走后,火星的红色土壤如果 被带入了宇宙飞船内,会对宇航员和舱内设施造成影响。为了应对这一问题,新宇航 服的背后加上了宇航服接口(suitport)的设计,这样,宇航员们就可以从舱内快速 跳进宇航服,将宇航服留在舱外,从而使室内保持清洁。
作者介绍
安迪·威尔(Andy Weir)
《火星救援》原著作者为安迪·威尔,出生于加利福尼亚州。安 迪是家中独子,父亲是物理学家,母亲是工程师。他从小喜欢阅 读黄金时代作家的科幻作品,阿瑟·克拉克和阿西莫夫都是他的 偶像。15岁时候,他被美国国家实验室聘为软件工程师,之后又 在其他企业担任程序员,并参与开发《魔兽争霸2》。 安迪首部小说是一个短篇《蛋》(Egg),这部小说在youtube上 被多次改编成短片。 安迪的首部长篇小说便是《火星救援》,他自学了大量的航天知 识,小说中的每一个日期,都源自他本人的精确计算。2009年, 威尔开始在自己的网站上连载。很快聚起来一批死忠读者,这些 读者都是对科学细节极其挑剔的家伙,每当有科学错误都会被挑 出来修改。而后的2011年,在粉丝的强烈要求下,亚马逊Kindle 版上架,价格则是最低的0.99刀。结果很快爬上了科幻类作品的 榜首,不到三个月卖出了35000本,比他之前网站上免费下载的次 数还多。2013年,小说的版权被皇冠出版社以超过十万美元的价 格买走。
居住舱(Habitat)
在火星上,沃特尼(Watney)花了大量的时间呆在居住舱里,他远离家园时的家。未来 登陆火星的宇航员也将需要这样的一个家,要不然,宇航员们就得穿着太空服、躺在尘 土里度过他们的火星时间。
居住舱(Habitat)
NASA的人类探索研究模拟器(HERA)是一个模拟外太空居住舱的独立空间。这个两层楼 的空间由生活区、工作区、卫生舱和一个模拟气闸组成。在其中,测试对象们需要执行 操作任务,完成负载目标,并共同生存14天(很快将计划增加至60天),在孤立环境中 模拟未来的任务。宇航员近期也在利用这一设施模拟国际空间站的任务。这些模拟提供 了人为因素、行为健康以及处理应对方面的宝贵数据,有利于加深NASA对未来如何执行 外太空探索任务的理解。
一书中,作者H.G. 威尔斯(H.G.Wells)设定了一个将会企图征服地球的火星文明。
在1938年,奥森·威尔士(Orson Welles)将威尔斯的小说改编为广播剧,并惊吓 到了一群以为自己正在听真实新闻的听众。 相较而言,火星和人类之间的真实故事就没有那么浪漫,但其迷人之处并不减损分
毫。望远镜的观测将天上的明亮红点变成了模糊而斑驳的碟形,使人们产生了火星
演员:迈克尔·佩纳 飞行员、军人
角色介绍(二)
泰迪·桑德斯
演员:杰夫·丹尼尔斯 美国国家航空航天局 (NASA)主管
里奇·珀内尔
演员:唐纳德·格洛沃 轨道动力学家
朱涛
演员:陈数 中国国家航天局 副首席科学家
布鲁斯·NG
演员:本尼迪特·王 喷气推进实验室主任
明迪·帕克
演员:麦肯兹·戴维斯 卫星通讯 NASA
角色介绍(一)
马克·沃特尼
演员:马特·达蒙 植物学家、机械工程师
梅丽莎·刘易斯
演员:杰西卡·查斯坦 指挥官、地质学家、军人
克里斯·贝克
演员 塞巴斯蒂安·斯坦 飞行外科医生、舱外活动
贝斯·约翰森
演员 凯特·玛拉 系统操作员、反应器技术员
专家
阿莱克斯·沃格尔
演员 阿卡塞尔·亨涅 导航员、化学家
里克·马丁内斯
氧气生成(Oxygen Generatபைடு நூலகம்on)
水,食物,庇护所:它们是在地球生存的三项基本要素。然而,还有一个第
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