Naukowcy w filmie Marsjanin

Kosmiczny hit Ridley Scott „The Martian” opowiada o przetrwaniu astronauty porzuconego na Czerwonej Planecie. Główną rolę gra Matt Damon. „Lenta.ru” obejrzało film i zorientowało się, gdzie jest granica między nauką a science fiction.

Tytułowa powieść Andy'ego Weira, która posłużyła za podstawę dla Marsjanina, obfituje w wiele szczegółów technicznych. Większość z nich została pominięta w filmie, a jak eksperci Ridley Scott zwrócili się do ekspertów z NASA, między innymi - dyrektora planetarnej agencji naukowej James Green i Dave Lavery z Departamentu Studiów Mars..

Dla ekipy filmowej oprowadzono nas po obiektach NASA. W szczególności Johnson Space Center w Houston i Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie. Ponadto filmowcy wzięli udział w pierwszym wystrzeleniu marsjańskiego statku kosmicznego Orion..

Filmowanie „Martian” odbyło się w pawilonach w Budapeszcie, gdzie zbudowano scenerię misji Ares III. Tam bohater Matt Damon, astronauta Mark Watney, wyhodował swój ogród. Gdy administracja NASA korzystała z wnętrz futurystycznego centrum handlowego i rozrywkowego Balna.

Rola Marsa w filmie została wykonana przez pustynię Wadi Rum w Jordanii, znaną również jako Moon Valley..

Burza

Zgodnie ze scenariuszem, bohater Matt Damon zostaje sam na Marsie z powodu potężnej burzy: jest ranny i zemdlał, a pozostałych pięciu członków załogi misji Ares III opuszcza pośpiesznie Czerwoną Planetę.

NASA nie zaprzecza, że ​​burze piaskowe są jedną z nieprzyjemnych cech Czerwonej Planety. Naukowcy co roku obserwują burze piaskowe na Marsie, obejmujące obszary wielkości Eurazji i trwające od tygodni. Są burze i silniejsze. Globalne burze pyłowe powstają z umiarkowanych burz średnio raz na trzy lata marsjańskie, to jest około raz na 5,5 lat ziemskich..

Ale umiarkowana burza pyłowa nie może nawet zmieść włosów astronautów, jeśli zdecyduje się zdjąć skafander kosmiczny. A nawet globalna burza najprawdopodobniej nie jest w stanie przewrócić ani zniszczyć żadnego sprzętu..

Faktem jest, że prędkość najsilniejszych wiatrów na Marsie nie przekracza 27 metrów na sekundę. Ziemskie huraganowe wiatry są co najmniej dwa razy szybsze. Ponadto gęstość marsjańskiej atmosfery jest sto razy mniejsza niż gęstość Ziemi. Oznacza to, że cząsteczki pyłu w atmosferze Marsa są przenoszone przez wiatr, ale nie posiadają siły niszczącej. Mimo to burze piaskowe mogą powodować problemy..

Niektóre cząsteczki pyłu są naładowane elektrostatycznie i mogą przylegać na przykład do okien i części mechanicznych sprzętu naukowego. Neutralizacja ładunków elektrostatycznych i eliminacja zanieczyszczeń pyłowych - jedno z głównych zadań inżynierów projektujących urządzenia do badań Marsa.

Ponadto nawet słabe burze pyłowe mogą zanieczyścić panele słoneczne i znacznie zmniejszyć ich wydajność. W „marsjańskim” uwzględniono to: astronauta codziennie czyści panele słoneczne z kurzu.

Najczęściej globalne burze pyłowe na Marsie występują latem na półkuli południowej. Orbita Marsa jest bardziej wysunięta niż Ziemia: oznacza to, że lato jest długie, ale chłodne na półkuli północnej, a zima jest krótka i łagodna, podczas gdy lato jest krótkie, ale ciepłe na półkuli południowej, a zima jest długa i surowa. Pierwszą globalną burzę zaobserwowali naukowcy w 1909 r., Ostatni - w 2007 r. Lądowanie na Czerwonej Planecie w 2004 roku, łaziki Spirit i Opportunity doświadczyły tego zgiełku żywiołów. W rezultacie zatrzymali pracę na kilka tygodni, przechodząc do trybu przetrwania.

Ziemniaki

Bohater Matt Damon na Marsie był zmuszony dosłownie zarabiać na życie. W tym celu zbudował szklarnię, w której zebrał pierwsze zbiory ziemniaków na Czerwonej Planecie. Używał własnych odchodów jako nawozu, wody otrzymywanej z nieużywanego paliwa rakietowego wodorowego, tlenu - z dwutlenku węgla..

Astrobiolog Michael Mumma z NASA uważa, że ​​nie ma w tym nic fantastycznego. Problemy mogą wynikać z ograniczonej ilości nawozów i braku skutecznego sposobu wydobywania dwutlenku węgla z marsjańskiej atmosfery..

Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) prowadzone są już udane eksperymenty o charakterze rolniczym. Tak więc w eksperymencie Veggie na ISS z pomocą diod LED (czerwony, niebieski i zielony) astronauci NASA hodowali sałatę. Zainstalowany w ISS system generowania tlenu wytwarza tlen z dwutlenku węgla wydychanego przez człowieka poprzez elektrolizę..

Nie ma wątpliwości, że można to powtórzyć na Marsie. Jedyne pytanie dotyczy skali takiej produkcji rolnej i jej wydajności..

Promieniowanie

Ziemia jest chroniona przed promieniami kosmicznymi przez magnetosferę z jej paskiem promieniowania, którego Mars nie posiada. Bohater Matt Damon spędził na Czerwonej Planecie 500 Sol - tzw. Dzień marsjański, równy 24 godzinom i 40 minutom. I nie cierpiał na promieniowanie kosmiczne. Czy to możliwe?

Magnetosfera wokół Ziemi charakteryzuje się specjalną geometrią: naładowane cząstki (na przykład protony i elektrony) oddziałują z wiatrem słonecznym i polem magnetycznym Ziemi. Pas promieniowania chroni planetę przed niszczącym promieniowaniem słonecznym. Nasi sąsiedzi w Układzie Słonecznym mają również pasy promieniowania, na przykład planety olbrzymie - Saturn, Jowisz, Neptun i Uran..

Kiedy trzej astronauci z misji Apollo 11 zmierzali w kierunku Księżyca, promieniowanie nie było odczuwalne, ponieważ statek kosmiczny szybko przeleciał przez pas i kontynuował swoją podróż w kosmosie ze stosunkowo niskim poziomem promieniowania. Podczas podróży na Księżyc Amerykanie otrzymali dawkę promieniowania od 1,6 do 11,4 miligrama, czyli znacznie mniej niż maksymalny dopuszczalny poziom (50 miligramów) ustawiony w Stanach Zjednoczonych dla osób pracujących z radioaktywnością.

USA bada promieniowanie kosmiczne podczas podróży na Marsa
Rosyjski eksperyment „Matryoshka-R”, przeprowadzony na pokładzie ISS, wykazał, że dawki promieniowania otrzymywane przez organy wewnętrzne astronautów na orbicie są kilkakrotnie mniejsze niż wcześniej sądzono: kiedy jedzie się w przestrzeń kosmiczną - o 15 procent, a wewnątrz stacji - dwie razy mniej niż pokazuje indywidualny dozymetr w kieszeni na piersi astronauty.

Eksperymenty na pokładzie ISS rozpoczęto w 2004 r. I przeprowadzono na manekinach z zainstalowanymi w nich czujnikami promieniowania jonizującego. Modele zostały wykonane z poliuretanu - materiału, który pochłania promieniowanie mniej więcej takie samo jak ludzkie ciało..

Nawet przy tych danych możliwa dawka promieniowania dla podróżujących na Marsa jest nadal zbyt wysoka, a specjaliści będą musieli szukać sposobów zmniejszenia promieniowania lub skrócenia czasu lotu. Ponadto naukowcy przeprowadzili badania na pokładzie ISS, który dotyka tylko krawędzi pasa promieniowania Ziemi i jest ogólnie chroniony przed promieniowaniem kosmicznym..

Oprócz promieniowania naturalnego astronauta Watney jest narażony na promieniowanie radioizotopowego generatora termoelektrycznego (RTG), z którym jest ogrzewany podczas podróży łazikiem. RTG przetwarzają ciepło naturalnego rozpadu promieniotwórczego plutonu-238 na energię elektryczną. W Curiosity, RTG generuje około 110 watów energii elektrycznej - mniej więcej tyle samo, co zwykła żarówka.

Obliczenia pokazują, że jest bezpieczny. NASA jest pewna, że ​​naturalne tło promieniowania (promieniowanie kosmiczne) na powierzchni Marsa jest silniejsze niż promieniowanie RTG, więc generator nie ma prawie żadnego wpływu na ogólne bezpieczeństwo promieniowania.

Agencja korzysta z RTG od ponad 40 lat w wielu projektach, od misji księżycowych Apollo po łazik Curiosity. Specjaliści zamierzają wykorzystać je w nadchodzącej misji Mars 2020.

W filmie aparat Hermesa, który dostarczył astronautów na Marsa iz powrotem na Ziemię, przypomina międzyplanetarny statek Discovery One z filmu Stanleya Kubricka z 2001 roku. Tutaj również istnieje koło grawitacyjne, obracające się z prędkością niezbędną do stworzenia sztucznego przyciągania i pozwalające astronautom zachować ich fizyczny kształt..

Rudi Schmidt z Europejskiej Agencji Kosmicznej, który był jednym z konsultantów technicznych filmu, nie wykluczył możliwości wykorzystania takich urządzeń w przyszłości. Według niego koło grawitacyjne zostało przetestowane w latach 70. w pierwszej krajowej amerykańskiej stacji orbitalnej Skylab.

Aby utrzymać masę kostną i napięcie mięśniowe, astronauci po prostu muszą być narażeni na grawitację. Teoretycznie koło grawitacyjne może generować siłę, która jest o połowę mniejsza niż siła grawitacji, co wystarcza do utrzymania zdrowia.

Powstanie i upadek Skylab - jedynej amerykańskiej stacji orbitalnej
Na statku Hermes zainstalował silniki jonowe. Obecnie te obiecujące jednostki znajdują się w centrum uwagi naukowców z NASA.

Silniki jonowe zaprojektowane do badań w przestrzeni kosmicznej tworzą ciąg strumieniowy przy użyciu zjonizowanego i przyspieszonego do dużych prędkości w polu elektrycznym gazu. Takie jednostki już działają, na przykład na stacjach Dawn i New Horizons. Wyróżniają się niskim zużyciem paliwa i trwałością, ale mają stosunkowo niski ciąg.

NASA w ramach projektu NEXT (Evolutionary Xenon Thruster) opracowuje silnik jonowy o mocy 7 kilowatów, który może być wykorzystywany w misjach załogowych.

Kombinezon kosmiczny

Ciężar skafandra bohatera Damona wynosi ponad 20 kilogramów, grubość to kilka milimetrów. Teraz nie ma takich skafandrów, ale autorzy filmu nie ukrywają, że w tej kwestii kierowali się wyłącznie względami estetycznymi.

W USA odbyło się testowe uruchomienie sondy Orion wielokrotnego użytku
Niemniej jednak możliwe jest teraz stworzenie skafandra do podróży do odległych miejsc. W tym celu konieczne jest udoskonalenie systemu ciśnienia wewnętrznego i rozwiązanie problemów technicznych związanych z mobilnością i wymianą ciepła..

W zwykłych skafandrach kosmicznych powstaje wewnętrzne ciśnienie powietrza, dzięki któremu osoba jest chroniona podczas spacerów kosmicznych.

Inny rodzaj skafandrów - dopasowany kombinezon. Takie próbki są opracowywane na przykład w Massachusetts Institute of Technology, ale jest za wcześnie, aby mówić o ich wykorzystaniu..

Dokładność topograficzna

Pokazane w filmie marsjańskie pejzaże pochodzą bezpośrednio z danych uzyskanych przez stacje NASA i łaziki eksplorujące Czerwoną Planetę. W przeddzień premiery Marsa na ekrany agencja zaktualizowała nawet interaktywną mapę Marsa, dodając szczegóły krajobrazów pokazanych w filmie.

Na przykład, możesz teraz rozważyć lokalizacje związane z Równiną Atidalia i Kraterem Schiaparelli.

Podróż do Marsa w hollywoodzkim filmie obfituje w technologiczne trudności, które można przezwyciężyć.

To najwyraźniej główna różnica między nowym filmem „Solaris” Andrieja Tarkowskiego i „Kosmiczną Odyseją 2001” Kubricka, gdzie egzystencjalne pytania o podróż kosmiczną i istnienie obcego umysłu skupiały się na.