在一次人類登陸火星的任務中,宇航員馬克·沃特尼(馬特·達蒙 Matt Damon 飾)經(jīng)歷了一場惡劣的風暴后,與他的機組成員失聯(lián),所有人都認為他在這次任務中喪生。然而,馬克卻幸運地活了下來,然而他發(fā)現(xiàn)自己孤單地置身于異星球。面對貧乏的生命補給,馬克必須用他的聰明才智和頑強的精神存活下來,并找尋向地球發(fā)出“他還活著”求救信號的方法,而地球上的人也面臨著是否前往火星去拯救他的分歧。 我們先聊一下 1、火星 火星(Mars)是太陽系八大行星之一,天文符號是♂,是太陽系由內(nèi)往外數(shù)的第四顆行星,屬于類地行星,直徑約為地球的53%,自轉(zhuǎn)軸傾角、自轉(zhuǎn)周期均與地球相近,公轉(zhuǎn)一周約為地球公轉(zhuǎn)時間的兩倍。橘紅色外表是地表的赤鐵礦(氧化鐵)。我國古書上將火星稱為“熒惑”,西方古代(古羅馬)稱為“戰(zhàn)神瑪爾斯星”。 火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、礫石遍布且沒有穩(wěn)定的液態(tài)水體(前不久,美國宇航局公布火星上有少量的水)。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷,沙塵懸浮其中,每年常有塵暴發(fā)生。火星兩極皆有水冰與干冰組成的極冠會隨著季節(jié)消長。 與地球相比,火星地質(zhì)活動較不活躍,地表地貌大部份于遠古較活躍的時期形成,有密布的隕石坑、火山與峽谷,包括太陽系最高的山:奧林帕斯山和最大的峽谷:水手號峽谷。另一個獨特的地形特征是南北半球的明顯差別:南方是古老、充滿隕石坑的高地,北方則是較年輕的平原。 2、火星塵暴 火星表面的塵暴,是火星大氣中獨有的現(xiàn)象,整個火星一年中有1/4的時間都籠罩在漫天飛舞的狂沙之中。由于火星土壤含鐵量甚高,導致火星塵暴染上了桔紅的色彩,空氣中充斥著紅色塵埃,從地球上看去,猶如一片桔紅色的云。 形成全球性大塵暴后,太陽對火星表面的加熱作用開始減弱,火星上溫差減小,塵埃逐漸平息下來,回降到表面,一次長達好幾個月的大塵暴就這樣結(jié)束了。大風暴有時可以席卷整個星球。 火星塵暴是火星大氣中獨有的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象是發(fā)生在火星運行到軌道近日點前后??茖W家們認為,這是因為此時太陽對火星表面的加熱作用比較大,熱空氣上升,塵埃揚起,塵暴開始形成,并且慢慢擴展。 3、火星大氣 火星的大氣密度只有地球的大約1%,非常干燥,溫度低,表面平均溫度零下55℃,水和二氧化碳易凍結(jié)。在火星的早期,它與地球十分相似。像地球一樣,火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉(zhuǎn)化為含碳的巖石。但由于缺少地球的板塊運動,火星無法使二氧化碳再次循環(huán)到它的大氣中,從而無法產(chǎn)生意義重大的溫室效應。因此,即使把它拉到與地球距太陽同等距離的位置,火星表面的溫度仍比地球上的冷得多。 火星的兩極永久地被固態(tài)二氧化碳(干冰)覆蓋著。這個冰罩的結(jié)構是層疊式的,它是由冰層與變化著的二氧化碳層輪流疊加而成。在北部的夏天,二氧化碳完全升華,留下剩余的冰水層。由于南部的二氧化碳從沒有完全消失過,所以我們無法知道在南部的冰層下是否也存在著冰水層(左圖)。這種現(xiàn)象的原因還不知道,但或許是由于火星赤道面與其運行軌道之間的夾角的長期變化引起氣候的變化造成的。或許在火星表面下較深處也有水存在。這種因季節(jié)變化而產(chǎn)生的兩極覆蓋層的變化使火星的氣壓改變了25%左右。(由海盜號測量出)。但是通過哈勃望遠鏡的觀察卻表明海盜號當時勘測時的環(huán)境并非是典型的情況。火星的大氣似乎比海盜號勘測出的更冷、更干。 4、火星日 是指火星上一“晝夜”的時間,即火星上的一個太陽日?;鹦堑囊粋€恒星日的平均長度是24小時37分22.663秒,而火星的一個太陽日平均為88775.24409秒或24小時39分35.24409秒[7]?;鹦堑钠骄柸諆H比地球長近2.7%。 火星與地球一樣存在均時差,它可以通過火星的日行跡來計算。由于火星的軌道離心率比地球大,所以火星的太陽日長度相當不恒定。平均一天的長度變化幅度比地球大很多,在火星上,太陽比火星鐘表的運行有時要慢50分鐘,有時又可快40分鐘。 5、火星地貌 火星和地球一樣擁有多樣的地形,有高山、平原和峽谷,火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、礫石遍布。由于重力較小等因素,地形尺寸與地球相比亦有不同的地方。南北半球的地形有著強烈的對比:北方是被熔巖填平的低原,南方則是充滿隕石坑的古老高地,而兩者之間以明顯的斜坡分隔;火山地形穿插其中,眾多峽谷亦分布各地,南北極則有以干冰和水冰組成的極冠,風成沙丘亦廣布整個星球。 火星的火山和地球的不太一樣,除了重力較小使山能長的很高之外,缺乏明顯的板塊運動,使火山分布是以熱點為主,不像地球有火環(huán)的構造?;鹦堑幕鹕街饕植加谒栁魉垢咴B晌髂返貐^(qū)和零星分布于南方高原上,例如希臘平原東北的泰瑞納山(Tyrrhena Patera)。 6、火星土豆 在電影《火星救援》中,男主角被困火星,為填飽肚子生存,只得以糞便為肥料,種土豆為食,才在火星上苦撐500天后等到救援。如今,NASA真要在火星種土豆了,目標是將來在火星設立種植基地。 NASA與CIP將開始在地球上類似火星的環(huán)境中培育土豆,希望最終在火星上建造一個可控制氣候的“穹頂”,來種植這種古老的農(nóng)作物。該團隊將在實驗室中復制火星的大氣條件,使用來自潘帕斯德拉霍亞沙漠的土壤,這種土壤據(jù)稱幾乎與火星上發(fā)現(xiàn)的土壤完全相同。 CIP解釋道:“火星的大氣中95%是二氧化碳,高濃度的二氧化碳將有利于土豆的生長,其收成將是正常地球環(huán)境下的兩到四倍。如果成功,CIP和NASA將成為未來太空農(nóng)業(yè)的先驅(qū)?!?/p> 為什么選擇種土豆?農(nóng)業(yè)學家們一直在宣傳種土豆的好處,因為土豆中不僅富含膳食纖維,營養(yǎng)豐富,還能在惡劣條件下生長。關于土豆種植的記錄最早能追溯到公元前2500年。目前,世界上諸多國家將土豆當作主糧,比如歐洲國家人均年消費量穩(wěn)定在50-60公斤,俄羅斯人均消費量達到170多公斤。 最低氣溫零下153℃,沒有水源,土壤成分不合適,沒有氧氣,在火星上種土豆真的可行嗎?其實,NASA已經(jīng)在實驗室中模擬火星的土壤和空氣環(huán)境,并成功種植了十余種植物。 7、火星的冰 2007年三月,NASA就聲稱,南極冠的冰假如全部融化,可覆蓋整個星球。 推論有更大量的水凍在厚厚的地下冰層(cryosphere),只有當火山活動時才有可能釋放出來。史上最大的一次是在水手谷形成時,大量水釋出,造成的洪水刻劃出眾多的河谷地形,流入克里斯平原。另一次較小的一次,是在五百萬年前科伯洛斯槽溝(Cerberus Fossae)形成時,釋出的水在埃律西姆平原(Elysium Planitia)形成冰海,至今仍能看見痕跡 《火星救援》中是這么取水的: 第一步,取出火箭燃料聯(lián)氨,隨后用在銥的催化下,聯(lián)氮就會分解成氫氣和氮氣。接著,引導氫氣到一個空間點燃,那么水就會生成。N2H4 + O2 → N2 + 2H2O,這就是整個過程的反應式。 2015年9月29日,美國宇航局稱最新證據(jù)表明此前在火星表面一些隕坑坑壁上觀察到的神秘暗色條紋可能與間歇性出現(xiàn)的液態(tài)水體有關。來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)表明這些出現(xiàn)在坑壁上的暗色條紋可能是含鹽水體沉積過程產(chǎn)生的結(jié)果。尤為關鍵的一點在于,這種含鹽水體將能夠改變火星表面水體的冰點與沸點,從而使得液態(tài)水體在火星地表的存在成為可能。 8、火星救援想告訴我們什么? 《火星救援》的意義遠不止能讓20世紀福斯賺的盆滿缽滿,它會重燃人類探索太空的渴望,它將激勵新一代宇航員的誕生。觀看達蒙的太空獨角戲是種享受,在他的詮釋下,主人公馬克火星求生的奇跡很有說服力 我們看一下馬克的遺言: 如果我死了,我需要你去拜訪一下我的父母。 雖然我知道這很難,因為你很難跟一對年邁的父母談論他在火星上死去的兒子。 我沒有放棄,我每天都在努力。 請告訴他們,告訴他們我愛我的工作。 而且我的犧牲,是為了大事,美好的,可能改變?nèi)祟惖拇笫隆?/span> 剩下的,你們自己解讀吧 |
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