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《火星救援》引热议 专家解析火星生存可能性

2015年12月05日16:04    来源:广州日报    手机看新闻
原标题:《火星救援》引热议 专家解析火星生存可能性

《火星救援》引热议专家解析火星生存可能性

  专家解析

  宇航服

  自1969年阿波罗载人登月成功以来,火星就是人类的下一个目标,多年来人们也一直在筹备踏上火星之旅。近日,电影《火星救援》无疑将大家对载人火星探索任务的热情推向高潮。电影讲述的是宇航员踏足火星后,面临种种生存风险,最终获救返回地球的故事,它被称为“可能是目前最全的火星生存指南”,这也侧面印证了这部电影不完全是脱离科学的想象产物。将来的某一天,如果我们像马特达蒙一样被单独遗弃在遥远的异星球,是否也能自己制氧、种土豆、驾驶着酷炫的探测车穿越星球,过一把“太空海盗”的瘾呢?记者采访天文学专家,结合电影情节,告诉大家如何科学地在火星生存下去。

  火星可能有水但仍是充满辐射的荒凉之地

  无论是《火星救援》还是前段时间的《星际穿越》,观众看到的是,被遗弃在异星球上的宇航员总能以各种巧妙的方式找到生存之道——找不到水源就通过化学反应制水,食物不足就改善火星土壤种土豆,闲暇时还可以开着探测车来个星球探险。看上去异星球的生活虽然孤单,但一个人的旅程却趣味横生。电影中有个令人印象深刻的细节:为了灌溉126平方米的火星土豆田,男主角只好自己“制水”,他从火星大气中收集二氧化碳,从中提取氧,再从火箭燃料联氨里提取氢,将氢和氧结合,费尽周折,冒着随时被炸死的危险,只是为了得到水。

  事实上,火星虽然环境恶劣,但并非完全没有液态水存在。今年9月,NASA(美国国家航空航天局)根据发表在《自然·地球科学》上的一篇论文提出,火星上很有可能存在液态水。通过光谱分析,研究者们发现了季节性坡纹,从季节性坡纹中水合盐类含量的变化,可以确定这些坡纹是由水流作用形成的。对此,中国科学院国家天文台的研究员郑永春博士解释道,虽然这是实打实的液态水,但这是高浓度“卤水”,不能直接喝。郑永春说:“火星表面的温度很低,最高温度才零下二十多摄氏度,普通水在这个温度下不会变为液体。但如果水中溶解了大量的盐分,就可以在低温下保持液态流动。”

  水虽然找到了,但如果你是在火星上求生的宇航员,这个答案与其说是希望,倒不如说是更严峻的考验。根据郑博士所说,火星上的水含有高氯酸盐,这种元素会导致人体骨骼畸形,对人体来说是有害的。除了缺乏水源,火星环境对人类生存不利的方面还有三点:大气稀薄,缺乏臭氧保护;环境极为干燥,浮尘多;还有各种杀人不偿命的辐射。“火星的大气成分主要是二氧化碳,不存在氧气,人类无法呼吸这种大气,加上火星浮尘中有很多有毒物质,虽然有过滤设施,但宇航员难免吸入,轻者得矽肺,重者得癌症。其次,没有臭氧的话,人类就好比生存在紫外线照射下的细菌那样脆弱。而辐射分两种,银河宇宙辐射和太阳粒子辐射,两者都具有很强的贯穿能力,很难防护,不仅能穿透飞船座舱的舱壁,击中人体后还会引起组织器官的严重损伤。”

  电影并不纯科幻: 这几项技术是真的!

  虽然火星看起来毒性满满,但人类登上火星是必然趋势。就在电影上映前后,NASA公布了一份详细的火星登陆计划,并于今年11月开始招募一批新的宇航员,这批成员很有可能将是火星登陆的见证者。科幻与现实双管齐下,重新点燃了大家的太空梦。但考虑到火星的“恶劣”环境,载人任务首要保证的自然是宇航员的安全。作为“目前最全面的火星生存指南”,电影《火星救援》还原了大部分NASA的真实技术,也许可以作为登陆火星的一个参考范本。

  

  电影中,闪耀着男主角智慧光芒的情节即在火星种植土豆,实际上,太空农业一直在持续开发。NASA曾公开了宇航员种植的生菜照片:一套由特殊灯光和一包包供植物和蔬菜生长所需的营养物质组成的装置。而在今年八月,NASA报告称,国际空间站中的宇航员成功通过种子栽培并试吃了莴苣。莴苣采用无土栽培,宇航员用了红色、蓝色和绿色LED灯提供莴苣光合作用所需的光线。至于在火星上开垦种菜,郑永春认为首先要改造土壤。“火星的土壤可以和戈壁滩作类比,因为高盐分,所以寸草不生。要在火星上种植物的话,首先要把它改造成类似地球上的土壤,让土壤脱盐,然后要培养微生物,只有微生物存在的土壤才是有生命力土壤,才能支持生物的生长。”郑永春说。

  穿

  电影中的宇航服是根据NASA真正的宇航服衍生设计而成的,虽然厚重的宇航服在男主角身上穿出了紧身小蛮腰的效果,但现实中,宇航服并不那么酷炫。今年NASA发布的最新款宇航服,虽然比起之前的科幻感强了许多,但看起来还是蠢萌蠢萌的。

  郑永春博士介绍说,宇航服按照用途一般分为舱内宇航服和舱外宇航服,舱内宇航服用于飞船座舱发生泄漏,压力突然降低时,航天员及时穿上它,能够接通舱内与之配套的供氧系统,服装内会立即充压供氧,并能提供一定的温度保障和通信功能。而舱外航天服实际上是最小的载人航天器,除了具有加压、充气、防御宇航射线和微陨星袭击的作用外,它里面还有通信系统以及生命保障系统。这与科幻电影中的设定基本一致。

  另外,电影中穿宇航服的方式也很酷,宇航员经常在紧急状态下一个助跑,“咻”一下像宝剑入鞘一样对准跳入宇航服中,穿衣动作一气呵成。现实中也是这样,新款宇航服的背后加上了接口设计,宇航员们可以从舱内快速跳进宇航服,使宇航服脱离接口,留在舱外,从而保持室内清洁。郑博士解释道,这是因为火星上尘土飘飞,如果红色土壤被带入了宇宙飞船内,会对宇航员和舱内设施造成影响。

  

  居住舱是宇航员在火星上的家,也是电影中的主要场景之一。居住舱具有温度、湿度和空气调节功能,航天员在居住舱内活动不需要穿着笨重的舱外宇航服,可以穿得和地面上一样。这是马克在火星上得以生存下来的重要保障,也是人类未来探索火星前必须解决的重要前提。

  现实中,NASA在休斯敦的约翰逊航天中心建立了火星生存模拟系统,航天员在那里进行训练,为火星上的长期生存做准备。火星生存模拟系统拥有独立的生命保障系统,分为上下两层,包括起居间、工作站及模拟气闸舱。根据实验效果,目前这套系统还在改进中,以适应未来的火星表面生存和作业。

  

  当人们降落到火星上之后,他们至少要在火星上待上一年时间,以等待火星和地球运行到回程距离最近的位置。这带给宇航员们大量的时间进行实验并探索周围环境。因此,宇航员需要使用稳健、可靠、功能多样的火星车,前往更遥远的地方。在《火星救援》中,男主角开着他的火星车跑了好几趟,甚至还对火星车进行了一些不怎么正统的改装,好让自己生存下来。

  而现实中的火星车外形与电影中非常相似,10多年来,NASA的“机会号”探测车一直在火星上工作和运行。郑永春博士说:“目前的火星车还不具备载人设计,在解决行驶距离、辐射保护等问题后,载人探测车最终会像一个带着车轮的生活舱。为了保证机动性,有些版本装备了6个转向轮,即使有一个爆胎,只要向上收起出了问题的轮胎,探测车依旧可以正常运作。”

  错误示范:在火星上这样做 你会遭遇问题

  虽然《火星救援》的科学度受到比较高的肯定,但某些剧情发展的合理性仍遭到质疑。乔治·华盛顿大学空间政策研究所前所长约翰·罗格斯基指出,电影中一开始的大风暴就极不科学。宇航员会被遗弃在火星,是因为受困于火星的超大风暴,这个风暴具有飓风级力量,裹挟着巨大的碎片而来。但罗格斯基声称,火星上空气稀薄,这会把风力降低为徐徐微风,根本产生不了大型风暴。

  郑永春博士也提出,影片中男主角在火星上行走自如,这忽略了火星低重力对行走能力的影响。“按理说,他会跳跃前进,而不是电影里那样,像在地球上一样正常迈步。”郑永春说,“沙尘暴也是不准确的,大气层对于这种力量来说太稀薄了,不管它们刮得多快,你也感觉不到风力。”此外,火星的高辐射水平也被忽略了,经过那么长时间的火星生涯,男主角可能会得重病,即使他能够顺利返回地球,也会在一年后死于癌症。 (文/图广州日报记者 郭原毓)

(责编:王艺锭、黄维)

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