Наука наносит ответный удар: проверка фактов в кинофильмах - Андреас Мюллер
В фильме встречается единица psi, и используется она для обозначения давления. Она расшифровывается как pound-force per square inch, то есть фунт на квадратный дюйм. Для пересчета в привычную нам единицу измерения давления, а в системе СИ это паскаль (Па), соответствующий одному ньютону на квадратный метр, нужно знать, что 1 psi = 6895 Па. Среднее атмосферное давление на Земле на уровне моря составляет около 100 000 Па, или 1000 гПа (гектопаскалей), или примерно 1 бар. Посмотрев фильм, можно узнать, что в жилом модуле, где живет Уотни, давление составляет 20 psi. Это хорошее давление, оно примерно в 1,4 раза больше земного атмосферного давления на уровне моря. Вне жилого модуля давление составляет лишь одну тысячную часть этого значения. Поэтому совершенно логично, что при входе в жилой модуль астронавты должны проходить через шлюзовую камеру.
В начале фильма видимость сильно ограничена из-за марсианской пыли, поднявшейся во время бури. Это нормально. В марсианской атмосфере много пыли. Ее частицы имеют типичные размеры от 1 до 1,5 микрона (миллионных долей метра). Для научных исследований Марса эта пыль действительно представляет проблему. Со временем она покрывает солнечные элементы приборов, установленных на Красной планете на длительный период. Их функционал становится ограниченным, или они вовсе выходят из строя. И как назло, некому протереть их мокрой тряпочкой. НАСА удалось запечатлеть грандиозные марсианские бури. Они могут накрывать территорию размером с целый земной континент и длиться неделями. В ноябре 2012 года Марсианский разведывательный спутник сфотографировал гигантский регион, где бушевала буря. Бури на Марсе особенно часто случаются весной, скорость ветра достигает 400 км/ч у поверхности планеты и 650 км/ч в верхних слоях ее атмосферы.
Один на Марсе. Что дальше? Уотни составляет план. Через четыре года (!) Марса достигнет миссия Ares IV. Каким-то образом ему необходимо выжить и дождаться их. Однако жилой модуль был рассчитан только на 31 сол. В целях безопасности там также имеется запас, рассчитанный на выживание шести членов экипажа в течение 68 солов. Таким образом, Уотни сможет прожить в одиночку в модуле еще 300 солов, а экономя припасы и рационально используя систему жизнеобеспечения, даже растянуть их на 400 солов. Просто напоминаю: марсианский год длится 687 земных дней, или 667 солов.
Оставшись на Марсе, Уотни с комфортом располагается в жилом модуле, который в фильме коротко называют «хаб» — от английского Marshabitat. Основная трудность заключается в том, что у него почти нет ни еды, ни воды. К счастью, Уотни — ботаник с хорошим образованием, поэтому он планирует вырастить на Марсе картофель. Это возможно? Ботаник НАСА Брюс Багби говорит, что да. Разве что все отходы нужно компостировать сразу, пока они не стали вредны для здоровья или даже токсичны.
Настоящая марсианская почва на самом деле местами состоит из замерзшей воды и нитрата, идеального удобрения. В «Марсианине» Уотни использует в качестве удобрения экскременты, которые остались после его команды, и свои собственные. Мне тут же вспомнилась крестьянская поговорка «У самого глупого фермера самая лучшая картошка», которую на Марсе можно переформулировать в «У того, кто больше всех нагадил…».
Ну а если серьезно, нас что, за дураков держат? Раз почва на Марсе богата нитратами, то никакие экскременты для удобрения не нужны — во всяком случае, так я сперва подумал. Зачем тогда это в фильме? С научной точки зрения следует отметить, что экскременты играют значительную роль. Биологи заверили меня, что мочевина и микроорганизмы, содержащиеся в них, необходимы, чтобы картофель мог зацвести. Кто-то хорошо продумал этот момент.
На самом деле специалисты НАСА уже выращивали растения в марсианских условиях. Углекислого газа в марсианской атмосфере оказалось для этого достаточно. Ведь растения поглощают С02 из окружающего воздуха и при наличии воды и солнечного света производят кислород и глюкозу. Знатоки биологии называют этот процесс кислородным фотосинтезом.
Крутое решение позволило Уотни увеличить запасы водорода. Он использовал для этого ракетное топливо гидразин. Оно кажется вымышленным, но такое топливо действительно существует. Химики называют его N2H4, и знающие люди сразу понимают, что гидразин состоит из азота и водорода. Это бесцветное маслянистое вещество (его, что ли, Джордж Клуни наносит на волосы?), которое пахнет аммиаком (нет, вероятно, нет). Пламя при горении гидразина едва заметно, и, к сожалению, он очень токсичен и канцерогенен. В фильме Уотни разделил гидразин на азот и водород с помощью иридиевого катализатора. Сжигая водород, он добыл воду, преодолев первоначальные трудности при оптимизации производственного процесса. Вот в чем подвох: вода содержится и в марсианской почве, правда, в замерзшем виде. Так что наш ботаник мог бы извлечь ее и из образцов грунта. Но было бы не так круто.
У меня есть еще один важный совет для вас касаемо воды в космосе. Если вы планируете стать космонавтом на МКС, призываю серьезно подойти к выбору профессии. Там, наверху, ни одна капля не тратится зря. Звучит здорово, но подумайте хорошенько, что значат эти слова на самом деле: ни одна капля пота, слез и — не хочу даже печатать это — мочи. Все они на МКС попадают в так называемую систему восстановления воды. Центрифуга отделяет газ от воды в моче, потому что в условиях невесомости сами они не разделяются. На МКС без самоиронии никак, девиз космонавтов: «Вчерашний кофе станет завтрашним».
Создатели «Марсианина» обратили внимание еще на несколько научных деталей, тем самым заставив любителей физики всплакнуть от счастья. Кислорода в марсианской атмосфере нет, поэтому его необходимо доставлять на Марс или производить уже там. В фильме есть так называемый оксигенатор. В нем углекислый газ (С02) из марсианского взлетного корабля, то есть попросту ракеты, превращается в кислород (02). Это происходит в ходе основной реакции:
С02 + Н20 + излучение → углеводы + 02.
Производство кислорода на Марсе можно наладить и без воды. С помощью керамического катализатора и под действием тепла можно разделить углекислый газ на угарный газ и кислород.
На МКС для производства кислорода используется процесс, называемый электролизом. Воду (Н20) расщепляют на водород и кислород. Очень легкий водород отправляют в космос или используют повторно.
Средства
