《火星救援》中的科学与不科学

    大风暴

    大风暴是完全不可能出现在火星上的现象。因为火星的气压很低，只有地球的百分之一。换言之，即使火星的风速达到100公里/小时(这是可能的，虽然在地面非常罕见)，其实风力也就相当于地球上10公里每小时的风力，这点风也只够放个风筝，并不足以把人吹倒。

    宇宙飞船

    从火星轨道航天器的圆环直径和旋转速度来看，可以确定这种设计的确能够人工创造出一个介于火星与地球之间的重力，所以模型的构建基本是科学的。只是这艘飞船实在是太大、太复杂，而且成本也十分高昂。建造飞船并不是为了让人们坐在上面参观火星，而是为了把一小群地球上的专家送上火星，然后把能够提供参考的有效数据带回来。或许在未来的某一天，我们可以看到这样的飞船，就像哥伦布远航的几百年后才有的远洋客轮那样。但如果当初哥伦布在他那个时代就有远洋巨轮了，恐怕他也就不会想着去任何地方了吧。

    重力

    火星的重力大约只有地球的三分之一，这对于宇航员来说是件好事，因为你穿着厚重的太空服，却不会感受到它的重量。如果有个150磅的人穿着150磅的外衣，在火星上就只有100磅，比在地球上这个人本身的重量还轻。然而电影里并没有考虑到宇航员在火星体重变轻的这个事实，影片中的宇航员即使是在最初爬楼梯的场景中，也没有表现得更轻盈一些。

    自制水资源

    马特·达蒙饰演的角色选择从火箭燃料中分解出氮和氢，然后他把氢气和氧气混合在一起燃烧生成了水。毫无疑问，这种方法是可行的，但是如果换作我被困在火星上，应该只会想到从土壤中找水吧。水在火星上以其自然状态存在于冰、冻土层或者浸泡在土壤中。虽然从重量上来说，在低纬度上土壤内仅有约5%的水分，但在两极附近的土壤中水分却高达60%。火星人并不会从地球上进口氢气混合珍贵的客舱氧气来燃烧生成水，他们会直接把水从土里烤出来。

    厕所

    这是一个有点奇怪的地方。处理废物最简单的办法就是用袋子把它们装起来，然后封口，接着每天把它们烧掉就可以了，我们在北极探险的时候就是这么做的。但是利用温室系统或者物理化学过程进行废物再利用——将其转化为燃料、水和氧气，实际上会更加有效率。难道他们真的会去分门别类地封装，并且贴上带有宇航员姓名的标签作为以后的科学研究材料吗？我无法想象会有人想要把这些东西带回地球，或者直接在火星上研究它。你并不是去火星上研究你的粪便的好嘛，你是去研究火星的！

    书呆子的天才解决方案

    在电影中有一点是科学的，也许制片人知道这个故事，就是书呆子的那个角色(由康纳德·格罗弗饰演)想出了重力辅助轨迹的抢救任务。也许它看起来只是好莱坞的一个设定，但实际上这个人物是有历史基础的。这个人就是迈克尔·米诺维奇，他是20世纪60年代美国宇航局喷气推进实验室的一名轨迹分析师，他提出了重力辅助的想法，后来这个想法成为了以木星、土星、天王星、海王星为目的地的旅行者计划的基础。其实最开始没有一个人相信他，因为他只是一个非常初级的工程师，这一点和电影的角色设定类似。方案决策者通常是那些曾经是工程师，但已经有一段时间不再从事这个职业，并且不再那么擅长数学的人。所以米诺维奇必须演算给他们看，并使他们相信这个方法是可行的。

    从火箭上拆卸窗户

    你真的需要拆卸火箭上的窗户才能在火星上生存下来吗？这是一个有意思的问题。火星上的大气是非常薄的，那么你能在飞得太快以至于大气成为威胁之前到达大气无关紧要的高度吗？这取决于推力剖面。现在问题是，在哪个海拔高度他们能达到1千米/秒的速度？好的，我们来算算看：1000米每平方秒，除以……(祖布林嘟囔一些方程式)……在这种情况下你想走慢一点，那么我们用1G的加速度，好，我们试试看(更多嘟囔)……50千米。所以用一个缓慢加速度1G从火星出发，在你以1000m/s的速度行驶前，你会到达50千米的海拔高处。所以我更倾向这一点是科学的。

    NASA的通信

    NASA会不会告诉其他宇航员沃特尼(马特·达蒙饰演)其实还活着？或者这样说吧：他们没有告诉你哥伦比亚宇航员所有事情(2003年哥伦比亚号航天飞机失事，七名宇航员遇难)，而且不幸的是，他们没有给那些宇航员最好的机会去解决他们的问题。我不知道如果那些宇航员掌握了所有信息是否能够拯救他们自己，但他们确实应该需要得到所有的信息。我觉得不现实的是，你让整个地球都知道沃特尼还活着，但星际飞船上的船员却不知道。这种情况在现实中是不可能的，因为国际太空站的工作人员可以发邮件给你，并非所有通信都需要通过任务控制，这样一来，他们就能够尽快和他们家里的亲人取得联系。有宇航员能够直接联系地球上的人是非常有用的。如果他们正在探索火星并发现了一种十分奇怪的矿产，就可以直接把消息传到地球上，能够和任何一个地方的任何一所大学的教授取得联系，并询问他们：“这是一种化石？一种矿物？你怎么看？”或者说，“我该如何重启我的电脑？”如果这一切通过一个人在任务控制中心进行控制，那么其所隔离的宇航员会远远超过必要的数量。

    结语

    虽然如今美国的太空计划已经被冻结，但是NASA表示，计划在2043年把人类送到火星上去，这可以说已经是推迟到下一代人的事情了。与1961年把人类送上月球时相比，我们已经距离把人类送上火星非常近了。2017年的春天，奥巴马的继任者应该会和1961年的肯尼迪一样有勇气和决心地说：我们会在他/她的第二个任期结束前登上火星。这是一种政治意愿，也是《火星救援》的真正意义所在。这就像是在说：“我们可以做到！只要我们愿意去思考，就一定能够战胜这些困难！”

    注：RobertZubrin博士是航天航空工程师，是人类探索火星的倡导者。他是火星协会的创始者兼总裁，也是《火星直击》作者之一，这是一种已经被NASA广泛采用，并被《火星救援》采用的载人火星探测策略。