Наука наносит ответный удар: проверка фактов в кинофильмах - Андреас Мюллер
Марс становится доступнее. С помощью марсохода MMSEV можно превосходно исследовать марсианскую поверхность
Источник: Giles Keyte, NASA
В фильме Марс показывает себя с лучшей стороны. Чтобы максимально реалистично снять марсианский пейзаж, съемочная группа отправилась в пустыню Вади-Рам в Иордании. На некоторых выдающихся кадрах, снятых крупным планом, можно увидеть уникальный марсианский пейзаж на закате, например, в 36-м соле. Погодите минутку… Любой эксперт тут начнет задумчиво чесать затылок, а потом и вовсе замотает головой. Нет, так не пойдет, мои дорогие поклонники «Марсианина». Ни один восход или закат Солнца на Марсе не может окрашивать небо в такой красивый оранжевый цвет. Это классический киноляп. И, честно говоря, даже жаль, что так вышло! Настоящие рассвет и закат на Марсе выглядят действительно потрясающе. А создатели фильма упустили возможность наглядно показать нам экзотические марсианские условия. На рассвете и на закате нужно обращать внимание на две вещи: размер и цвет солнца.
С размером все просто. Солнечный диск, если смотреть с Марса, само собой, должен быть меньше, чем с Земли, ведь Марс намного дальше от Солнца. С Марса Солнце выглядит почти вдвое меньше.
Теперь поговорим о цвете Солнца. Начать рассказ придется издалека, потому что сперва нужно разобраться, почему на Земле во время восхода и заката оно оранжевое, а небо голубое. Во всем виновато взаимодействие солнечного света с частицами в атмосфере Земли, если коротко — рассеяние. Сталкиваясь с этими частицами, свет словно отклоняется от своего курса. Особенно хорошо свет рассеивается, когда длина его волны соответствует размеру частиц. Частицы или молекулы имеют размеры в диапазоне одной миллиардной метра (нанометра, сокращенно — нм). В видимом диапазоне длина волны варьируется от 380 (свет синего цвета) до 780 нм (свет красного цвета). То есть частицы примерно в 100 раз меньше длины волны синего света. Эта система называется рэлеевским рассеянием. Синий свет рассеивается лучше, чем красный, и распространяется от Солнца во всех направлениях. Поэтому небо кажется голубым.
Видимый диаметр
Если поднести большой палец к лицу, он покажется вам больше, чем если смотреть на него, вытянув руку. Описывая этот бытовой эксперимент, астроном вспомнил бы о видимом (или, как его еще называют, угловом) диаметре. Он уменьшается с увеличением расстояния. Если расстояние и размеры объекта известны, можно использовать тригонометрическую функцию тангенса для вычисления угла, под которым появляется этот объект, — правда, с градусами и радианами на калькуляторе надо обходиться осторожно. Видимый диаметр измеряют как угол: его легко высчитать, просто посмотрев на объект, и, если расстояние каким-то образом уже известно, вычислить настоящие размеры объекта не составит труда. Так совпало, что в небе видимые диаметры Солнца (расстояние до которого — 150 млн км, а диаметр — 1,4 млн км) и Луны (расстояние до которой — 380 000 км, а диаметр — 3476 км) почти идентичны; если быть точнее, они составляют половину углового градуса. В ближайшей к Солнцу точке своей орбиты (перигелии) видимый диаметр Марса составляет 0,4 градуса, в самой дальней (афелии) от него — 0,3. Позволю себе наглость и предложу вам сделать эти расчеты в качестве домашнего задания.
Сфера, например планета или Солнце, на расстоянии d видна под углом 2φ, который можно рассчитать с помощью тригонометрической функции тангенса (tg; отношение противолежащего катета к прилежащему)
Автор иллюстрации А.Мюллер
На рассвете или закате Солнце находится низко на горизонте. Путь света через атмосферу получается намного длиннее, чем когда Солнце в зените. Рассеяние синего света все еще продолжается, но он рассеивается снова и снова, потому что проходит более длинный путь через атмосферу. Однако интенсивность света, то есть его яркость, теряется с каждым разом, когда он рассеивается. В конце концов синий свет рассеивается полностью. Но другие цвета остаются и, смешиваясь, составляют комплементарный синему цвет — оранжевый. Восход и заход Солнца на Земле обычно кажутся оранжевыми, если только в атмосфере не слишком много крупных пылевых частиц (аэрозолей, таких как вулканический пепел), — тогда восход и закат кажутся фиолетовыми.
Итак, вернемся на Марс. В принципе, у вас есть все данные, чтобы сделать прогноз. Как мы уже выяснили, в атмосфере Марса всегда высокое содержание пыли. Размеры ее частиц колеблются от 1 до 1,5 миллионной доли метра (микрометра, мкм, μm). А значит, они намного больше, чем частицы, содержащиеся в земной атмосфере. Так что, когда Солнце расположено низко, лучше рассеивается красная часть солнечного света, ведь длина волны красного цвета намного больше, чем синего. В результате свет красного цвета рассеивается без остатка. А восход и закат на Марсе выглядят синими! Не верите? У меня есть фотодоказательство (см. рис. на форзаце). НАСА сделало этот курьезный снимок с помощью марсохода «Кьюриосити». Он входит в топ-10 моих любимых астрономических фотографий.
Настоящий закат на Марсе — голубого цвета, фото сделано марсоходом НАСА «Кьюриосити» 15 апреля 2015 года
Источник: NASA/JPL–Caltech/ MSSS/Texas А&М Univ.
На Марсе чертовски холодно. Средняя температура воздуха у поверхности составляет -55 °C, а то и холоднее, примерно как в Антарктике и даже хуже. Мэтт Деймон достоверно сыграл, как Уотни постоянно замерзает. Чтобы добраться до далекого кратера Скиапарелли (зачем ему это, мы скоро выясним), ему приходится ехать на своем марсоходе даже ночью. Само собой, внутри очень холодно. У Уотни появляется идея, достойная Макгайвера: чтобы согреться, он выкапывает радиоактивный плутониевый аккумулятор и закрепляет его за водительским сидением! Звучит настолько дико, что даже круто. Вопрос первый: он действительно греет? Вопрос второй: в какой момент улыбка становится настолько сияющей, что напоминает симптом лучевой болезни? О ней мы еще поговорим.
Такие аккумуляторы действительно существуют. Официально они называются «радиоизотопный термоэлектрический генератор», сокращенно РИТЭГ. НАСА использует их около четырех десятилетий. В далеких от Солнца уголках космоса есть одна проблема: там не получается использовать солнечные батареи, ведь солнечный свет до них попросту не доходит. Так что нужен альтернативный источник энергии, и он радиоактивный. При радиоактивном распаде нестабильное атомное ядро испускает высокоэнергетические частицы, или электромагнитное излучение. Оно нагревает окружающую среду, а еще ионизирует ее (то есть генерирует электрические заряды), но прежде всего оказывает разрушительное действие.
В РИТЭГ НАСА использует плутоний-238. Это число обозначает сумму электрически положительных протонов (94) и электрически нейтральных нейтронов (144) в атомном ядре. Такой тяжелый химический элемент неспроста назван в честь бога подземного мира, то есть царства мертвых, — у древних греков его звали Аид, а у римлян Плутон, — поскольку плутоний
