开场:被困火星的处境
火箭燃料几乎耗尽,返航燃料从未带上,还要待500天以上。核心问题不是怎么去火星,而是怎么回来。
以火星任务模拟为主线,逐项检验现有技术能否支撑生存与返航,结论是最难的是从火星回来。
以火星任务模拟开场,设定四名船员与现有技术约束,说明全片要检验的是能否活着回来。
火箭燃料几乎耗尽,返航燃料从未带上,还要待500天以上。核心问题不是怎么去火星,而是怎么回来。
只用已建成或已测试技术,不用魔法和未来科技。人类最远旅程不到去火星路程的百分之一,NASA也没有载人火星的官方日期。
设定2033年,飞船上有四人:指挥官米拉、医生卡比尔、工程师莉娜,以及第四座的你。发射前一晚你决定整个任务都不调手表,只显示家里的时间。
飞往火星的窗口每26个月只出现一次、仅持续几周。重型飞船入轨就耗尽燃料,需在轨加注,要10到20艘加油飞船,从未在这个规模上做过。
进入着陆阶段,米拉在最后十秒猛烈下坠。卡比尔真正担心的是骨骼:零重力下腰和腿的骨密度每月下降1%到1.5%。
七个月旅途中的身体与心理代价:骨密度流失、每日锻炼、水循环,以及地球缩成一点带来的孤独与未知。
长期失重会让骨密度下降,宇航员每天要做约两小时抗阻锻炼,阻力可达270公斤。空间站已能回收98%的水。
封闭实验中一人逐渐变成25小时作息,六人共处仍感孤独。约第180天从窗口看地球只是一个点,对大脑的影响尚不清楚。
从进入火星大气到落地后的适应:大气太薄、通信延迟、低重力站立、火星日与蓝色日落,以及返程窗口要等500天。
飞船以近每小时2.7万公里撞入大气,只有七分钟着陆。火星大气比地球薄约100倍,薄到降落伞无法有效减速。
飞船需转身用发动机迎向超音速气流减速,而全程地球不知道船员死活。2021年毅力号着陆时信号单程需11分22秒。
第210天在火星是sol one。NASA曾让18名宇航员在太空待约六个月后测试,要求着陆约两小时后从椅子起身、从地面站起并走一条梯线,18人中4人因太忙未完成,而地球上有医生团队待命,火星上没有。
1995年俄罗斯医生瓦列里·波利亚科夫在太空437天后返回,拒绝别人扶,自己从胶囊走到椅子,证明着陆火星后可以自行站立。火星重力是地球的38%,70公斤的人在这里只有27公斤。
火星一天为24小时39分钟,手表仍显示地球时间,所以火星正午对应手表晚上9点,一个月后偏差近20小时,家每天远39分钟。火星日落是蓝色而非红色,蓝色日落后能看到地球那个点。
返程窗口约26个月一次,抵达后下一班要等约500天,期间问题只能由四名船员自己解决。26个月前已有货运飞船着陆,带来住所、食物和燃料工厂。
逐项检验火星生存的五大威胁:制氧、取水、辐射、尘埃与食物,结论是多数已有技术方案,但都依赖电力与水源。
呼吸问题已基本解决:空间站自2007年起用电解水制氧,日产氧量够六人使用;火星上的MOXIE装置已用火星大气成功制出氧气。前提是同时拥有电力和水,而水在火星上以地下冰的形式存在。
火星地下冰层很浅,NASA科学家称一把铲子就够,但四人加火箭的用量不够。于是借鉴南极科考站做法,钻细孔下放加热器融冰,10千瓦加热每天约可取380升水,远超四人所需。
火星没有磁场和厚大气,住所必须覆土防护,但只铺30厘米土反而更糟,覆土需超过一米。科学家用火星模拟土加细菌等不用窑炉就制成砖,思路是用火星尘土建房。
火星尘埃颗粒细,还含会损伤甲状腺的高氯酸盐,因此宇航服挂在门外,人从后门进入。高氯酸盐可溶于水,种土豆前要先洗土,否则会让人生病。
太空种植的真实产量远不足以养活船员:268公斤蔬菜的热量只够一人吃18天,NASA估算每人需要40到50平方米农场。
返航燃料需在火星就地制造,化学已证明而工厂未建成;真正威胁是沙尘暴遮天蔽日的黑暗,太阳能板停摆。
沙尘暴后靠风吹落面板沙尘,到Sol 224系统重新运行。Sol 300卡比尔发现米拉颈部有血栓,类似情况在空间站真实发生过。
火星没有货运飞船,卡比尔只有随行药物。医生自病有先例:1961年南极罗戈佐夫在局部麻醉下自己手术。米拉的血栓靠药物控制住了。
收束全片:通信黑障与隔离实验之后,逐项点明四项从未验证的返航关键技术,结论是难的不是去火星而是从火星回来,而真正的第一站是月球。
地球与火星运行到太阳两侧时信号被挡,与地球失联两周,每26个月发生一次。NASA让四名受试者在火星栖息舱做同类隔离实验。
片中列出四件人类从未在火星做成的事:在轨加注燃料、一吨以上载荷着陆、在火星制造燃料、从火星带回东西。结论是抵达和离开还差得远。
返航燃料由火星的空气和冰制成。飞船离开时留下燃料工厂、冰湖、覆土房屋和菜园,一次任务变成定居点的雏形。
建城需约一百万吨物资,也就是约一万次着陆。在38%的重力下出生的孩子能否正常长大,我们完全不知道。
能回来是因为四件事同时成立:在轨加注燃料、100吨级着陆、能运转400天的燃料工厂,以及四个人彼此忍受。前三件今天都不存在。
三件尚不存在的事首次测试不会在火星,而会在月球:在轨加注燃料、从冰中取水、连续居住数月都先在月球尝试。去火星的路要经过月球。
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