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在火星上种土豆 可不是天方夜谭

2015/11/26 10:28:29

    昨天,电影《火星救援》正式格式上映,首日票房 5700万元。这几年,科幻空间类电影着实引起了人们探索宇宙的兴趣。所以,又一大波网友对“科学达人”马特·达蒙(片中马克·沃特尼的扮演者)在火星上的“生存秀”充满了好奇——按照马特·达蒙的做法依样画葫芦,人类真的可以在火星上生存吗?片中的人类火星登陆计划和诸多细节都是真的吗?

  昨天,本报记者采访了上海交通大学航空航天学院副研究员龚德仁和天文学博士、科学松鼠会会员孙正凡,已经看过影片的两位专家很激动,“电影非常不错,尤其是IMAX 3D将各种效果展现得生动逼真。它放在二三十年后,也许就像一部纪录片一样可信。”

  NO.1片中:火星车作为马克·沃特尼的伙伴,在电影中出镜率非常高。离开火星之前,马克还特地留了个纸条请后来人善待它。

  龚德仁:电影中火星车采用了橡胶轮胎,事实上火星表面的温度非常低,橡胶在低温下有可能会像玻璃一样脆,没有弹性,目前火星探测车的轮胎都是金属的。主角离开火星时,返回器的顶部、窗口等用帆布来覆盖,这与现实中航天的严谨性相差太远了,感觉不真实。

  NO.2片中:为在火星上生存下去,马克·沃特尼几经周折终于种出了土豆。

  龚德仁:火星表面环境非常糟糕,没有几百上千年的改造很难直接种植的。在电影中,男主人公找来了一些火星土壤放到居住舱里,然后施肥、制造水、用灯光照、调节空气温度和压力等,模拟地球上的环境,理论上是可以让土豆生长的。不过火星重力只有地球的40%,土豆的生长周期、长成后的大小是否变了,有待科学实验来验证。

  孙正凡:土壤是由分解成小颗粒的矿物质组成的,而在生物体内所需要的矿物质只是微量。所以植物生长其实并不是直接利用土壤本身,土壤只是作为水,气和肥料的载体。也就是说需要有二氧化碳、水,以及他拉出来的粪便,循环利用这些物质。当然植物生长还需要一些东西,比如须有各种各样的细菌。好在宇航员上天的时候就带了地球的土壤,从而能够用这些土壤对火星土壤进行改造,把细菌播种进去。

  NO.3片中:马克·沃特尼和伙伴们在火星上遭遇了巨大的红色风暴。

  龚德仁:整个火星表面就是一个巨大的红色沙漠。火星上也确实存在着风暴,风暴能量非常高,影响范围广,而且非常频繁。

  NO.4片中:为了顺利和赫尔墨斯号航天器交接上,离开火星时,马克·沃特尼把他乘坐的机器变成敞篷车一般,十分炫酷。

  孙正凡:因为火星表面大气压只有地球的1%,在低速的时候,大气阻力非常小,当速度比较大的时候,车已经到达了高空,这里的大气几乎可以忽略了。而男主角乘坐的“敞篷车”原本的设计目标只是到达环绕火星的轨道,所以敞篷车必须上升到比原来更高的位置,直接进入太空会合。如此不得已而为之的做法,是为了将航天器的总重量降到最低,因为携带燃料非常可贵,必须精打细算。当然这么做也是没有办法的事情,充满了危险性,有非常大的可能会失败。

  NO.5片中:为了和地球取得联系,马克·沃特尼找到了NASA1997年发射的“探路者号”。

  孙正凡:“探路者号”这一段显然是在NASA的帮助下进行拍摄的。所有飞往太空的航天器,在地面都有至少一个同比例的备份,以防万一发生故障时可以找到原因进行挽救。这个航天器是在1996年12月升空,1997年7月4日在火星表面登陆。它还携带了第一部火星车。这里就体现了航天探索实际上是整体工业实力的体现,在火星上沙子里埋了很多年的探测器还能挖出来迅速修复,这很了不起。

  现实中也确实有这样的例子,比如“新视野号”在2006年发射,将经过10年到达冥王星。更了不起的是1977年发射的空间探测器“旅行者1号”至今仍在回传信号——它们所处的太空环境比火星还要冷得多(太空里是零下270度,火星才零下55度)。

  NO.6片中:马克·沃特尼可以说是第一个登上火星的人,他和他的团队在采集火星上的矿石样本。

  孙正凡:20世纪的火星探测主要是美国和前苏联,目标是描绘火星概况。进入21世纪以来,各航天大国都把目标对准火星,主要方式是通过火星车对某些感兴趣的地区进行详细勘探,分析环境,寻找水,矿物,以及可能的生命迹象。飞往火星的航天器数量,已经超过了月球探测器。美国、欧盟、俄罗斯、日本、印度、中国,都制定了火星探测甚至载人登陆火星的远景规划。中国在2011年搭载俄罗斯火箭发射了第一个探测器,“萤火一号”,可惜由于火箭变轨失败没能成功。

  SpaceX公司曾经宣布要在2020年送人上火星。美国、俄罗斯、欧盟等航天机构也宣布在2035年左右实现载人登陆火星。

  龚德仁:我们国家的火星探测起步较晚,技术水平上与美国相差较大,火星探测事业处于初始阶段。我国计划在2020年左右会开展火星着陆巡视,在2030年前实现火星的采样返回。至于载人登上火星,目前还没有明确的规划,但未来肯定会有。

  (本文同时感谢北京大学植物学博士,科学松鼠会会员顾有容的学术意见)

  《火星救援》在上映前就备受科学界影迷期待。安迪·威尔的原著同名小说就很有名,他是个太空宅男,沉迷于相对论物理、轨道力学和载人飞船,15岁起就被美国国家实验室聘为软件工程师。2009年,安迪·威尔在个人网站上陆续更新《火星救援》,小说后出版。小说中的“火星计划”得到NASA(美国国家航空航天局)的赞赏,里面诸多科学细节经得起推敲。

  故事讲述人类执行登陆火星计划,由于一场沙尘暴,宇航员、植物学家马克·沃特尼与他的团队失联,孤身一人置身于火星。他成为了火星“鲁滨逊”,用物理、化学和植物学知识,把居住舱改造成土豆种植大棚,用工程学知识建造了新的火星车探险,并向2亿2千5百万公里之外的地球发出了信号,全球开展了将马克·沃特尼带回家的救援计划。

  科学界一改对《地心引力》和《星际穿越》的苛刻批评,对“硬科幻”《火星救援》的科学性予以肯定,称其是“一封写给科学的情书”。

 

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