Наукові ляпи у фільмі Марсіянин

У космічному блокбастері Рідлі Скотта "марсіанин" розповідається, як виживає кинутий на Червоній планеті астронавт. Головну роль зіграв Метт Деймон. "Лента.ру" подивилася фільм і розібралася, де в ньому проходить грань між наукою і фантастикою.

Послужив основою для "марсіанин" однойменний роман Енді Уіра рясніє безліччю технічних подробиць. Більшість з них у фільмі були опущені, а в якості експертів Рідлі Скотт привернув фахівців з НАСА, серед яких - директор агентства з планетарних наук Джеймс Грін і Дейв Лавер з відділу по вивченню Марса.

Для знімальної групи проводилися екскурсії по об'єктах НАСА. Зокрема, за Космічному центру імені Джонсона в Х'юстоні і Лабораторії реактивного руху в Пасадені. Крім того, творці фільму були присутні на першому пуску марсіанського корабля Orion.

Зйомки "марсіанин" проходили в павільйонах в Будапешті, де були побудовані декорації місії Ares III. Там же герой Метта Деймона, астронавт Марк Уотні, вирощував свій город. Як адміністрації НАСА використовувалися інтер'єри футуристичної будівлі торгово-розважального центру Balna.

Роль Марса в фільмі виконала розташована в Йорданії пустеля Ваді Рум, відома також як Місячна долина.

буря

За сценарієм герой Метта Деймона залишається один на Марсі через найпотужнішою бурі: він отримує поранення і втрачає свідомість, а решта п'ять членів екіпажу місії Ares III в поспіху залишають Червону планету.

У НАСА не заперечують, що пилові бурі - одна з неприємних особливостей Червоної планети. Дослідники щорічно спостерігають на Марсі пилові бурі, що охоплюють райони розміром з Євразію і тривають тижнями. Бувають бурі і сильніше. Глобальні пилові бурі формуються з помірних в середньому раз в три марсіанських року, тобто приблизно раз в 5,5 земних років.

Але помірна пилова буря не зможе навіть розтріпати волосся астронавта, якщо він зважиться зняти скафандр. І навіть глобальна буря, швидше за все, не в змозі перекинути або зруйнувати будь-яке обладнання.

Справа в тому, що швидкість найсильніших вітрів на Марсі не перевищує 27 метрів в секунду. Земні ураганні вітри як мінімум в два рази швидше. Крім того, щільність марсіанської атмосфери в сто разів менше земного. Тобто частинки пилу в атмосфері Марса переносяться вітром, але руйнівною силою не володіють. І все ж пилові бурі можуть створити певні проблеми.

Деякі частинки пилу несуть електростатичний заряд і можуть прилипати, наприклад, до ілюмінаторів і механічним деталям наукового обладнання. Нейтралізація електростатичних зарядів і усунення пилових забруднень - одна з основних задач, яку вирішують інженери, які проектують обладнання для дослідження Марса.

Крім того, навіть слабкі пилові бурі здатні забруднити сонячні батареї і значно знизити їх ефективність. В "марсіанин" це врахували: астронавт щодня чистить сонячні панелі від пилу.

Найчастіше глобальні пилові бурі на Марсі відбуваються в літній час в південній півкулі. Орбіта Марса більш витягнута в порівнянні з Землею: це означає, що в північній півкулі літо довге, але прохолодне, а зима коротка і м'яка, тоді як в південній півкулі літо коротке, але тепле, а зима довга і сувора. Перша світова буря спостерігалася вченими в 1909 році, остання - в 2007 році. Висадилися на Червоній планеті в 2004 році ровери Spirit і Opportunity відчули на собі цей розгул стихії. В результаті вони на кілька тижнів припинили свою роботу, перейшовши в режим виживання.

Картопля

Герой Метта Деймона на Марсі змушений був в буквальному сенсі добувати собі їжу. Для цього він побудував теплицю, де зібрав перший на Червоній планеті урожай картоплі. В якості добрива використовував власні екскременти, воду отримував з водню невикористаного ракетного палива, кисень - з вуглекислого газу.

Астробіолог Майкл Мамма з НАСА вважає, що нічого фантастичного в цьому сюжетному повороті немає. Проблеми можуть виникнути через обмежений обсяг добрив і відсутності ефективного способу вилучення вуглекислого газу з марсіанської атмосфери.

На Міжнародній космічній станції (МКС) вже проводяться успішні досліди сільськогосподарського характеру. Так, в експерименті Veggie на МКС за допомогою світлодіодів (червоного, синього і зеленого) астронавти НАСА виростили салат. А встановлена ​​на МКС Oxygen Generation System виробляє кисень з повітря, що видихається людиною вуглекислого газу електролізом.

Не викликає сумнівів, що подібне можна повторити і на Марсі. Питання лише в масштабах такого сільськогосподарського виробництва і його ефективності.

радіація

Від космічних променів Землю захищає магнітосфера з її радіаційним поясом, якій у Марса немає. Герой Метта Деймона провів на Червоній планеті 500 сол - так називаються марсіанські добу, рівні 24 годинах і 40 хвилинах. І нітрохи не постраждав від космічної радіації. Чи це можливо?

Магнітосфера навколо Землі характеризується особливою геометрією: заряджені частинки (наприклад, протони й електрони) взаємодіють з сонячним вітром і магнітним полем Землі. Радіаційний пояс рятує планету від згубної сонячної радіації. Радіаційні пояса є і у наших сусідів по Сонячній системі, наприклад, у планет-гігантів - у Сатурна, Юпітера, Нептуна і Урану.

Коли три астронавта місії Apollo 11 прямували до Місяця, випромінювання не відчулося, оскільки космічний корабель досить швидко пролетів через пояс і продовжив шлях в просторі з відносно невисоким рівнем радіації. За час подорожі на Місяць американці отримали дозу радіації від 1,6 до 11,4 міллігрея, що набагато менше максимально допустимого рівня (50 мілігрей), встановленого в США для тих, хто працює з радіоактивністю.

США досліджують космічну радіацію для подорожей на Марс
Російський експеримент "Матрьошка-Р", проведений на борту МКС, показав, що дози радіації, одержувані внутрішніми органами космонавтів на орбіті, в рази менше, ніж думали раніше: при виході у відкритий космос - на 15 відсотків, а всередині станції - в два рази менше того, що показує індивідуальний дозиметр в нагрудній кишені космонавта.

Досліди на борту МКС були розпочаті в 2004 році і проводилися на манекенах з встановленими у них всередині датчиками іонізуючого випромінювання. Моделі виготовлялися з поліуретану - матеріалу, що поглинає радіацію приблизно так само, як тіло людини.

Навіть з урахуванням цих даних можлива доза випромінювання для мандрівників на Марс все ще занадто висока, і фахівцям доведеться шукати шляхи зниження радіації або скорочення терміну перельоту. Крім того, своє дослідження вчені проводили на борту МКС, лише зачіпає краю радіаційного поясу Землі і в цілому захищеної від космічної радіації.

Крім природної радіації, астронавт Уотні піддається впливу випромінювання від радіоізотопного термоелектричного генератора (РІТЕГ), за допомогою якого зігрівається при подорожах на ровері. РІТЕГ перетворять тепло природного радіоактивного розпаду плутонію-238 в електричну енергію. На Curiosity РІТЕГ генерує близько 110 ват електроенергії - приблизно стільки ж, скільки споживає звичайна лампочка розжарювання.

Розрахунки показують, що це безпечно. У НАСА впевнені: природний радіаційний фон (космічне випромінювання) на поверхні Марса сильніше, ніж у РІТЕГ, тому генератор майже не впливає на загальну радіаційну безпеку.

Агентство застосовує РІТЕГ вже більше 40 років в рамках багатьох проектів, починаючи від місячних місій Apollo і закінчуючи ровером Curiosity. Фахівці мають намір задіяти їх і в майбутній місії Mars 2020.

У фільмі апарат Hermes, який доставив астронавтів на Марс і назад на Землю, нагадує міжпланетний корабель Discovery One з фільму Стенлі Кубрика "Космічна одіссея 2001 року". Тут теж є гравітаційне колесо, що обертається з необхідною для створення штучного тяжіння швидкістю і дозволяє астронавтам зберігати свою фізичну форму.

Руді Шмідт з Європейського космічного агентства, який виступив одним з технічних консультантів фільму, не виключив можливість використання подібних пристроїв в майбутньому. За його словами, гравітаційне колесо було випробувано в 1970-х роках на першій національній американської орбітальної станції Skylab.

Щоб зберігати кісткову масу і м'язовий тонус, астронавтам просто необхідно бути під впливом сили тяжіння. Теоретично гравітаційне колесо може виробити силу, вдвічі менше земного тяжіння, що цілком достатньо для підтримки здоров'я.

Зліт і падіння "Скайлеб" - єдиною американською орбітальної станції
На кораблі Hermes встановлені іонні двигуни. В даний час ці перспективні агрегати знаходяться в центрі уваги дослідників з НАСА.

Іонні двигуни, призначені для дослідження далекого космосу, створюють реактивну тягу за допомогою іонізованого і розігнаного до високих швидкостей в електричному полі газу. Такі агрегати вже діють, наприклад, на станціях Dawn і New Horizons. Вони відрізняються малою витратою палива і довговічністю, але у них порівняно низька тяга.

НАСА в рамках проекту NEXT (NASA's Evolutionary Xenon Thruster) розробляє семікіловаттний іонний двигун, який, можливо, стане у пригоді в пілотованих місіях.

скафандр

Маса скафандра героя Деймона більше 20 кілограмів, товщина - кілька міліметрів. Зараз таких скафандрів немає, проте автори фільму не приховують, що в цьому питанні керувалися виключно естетичними міркуваннями.

У США відбувся випробувальний пуск багаторазового космічного корабля Orion
Проте створення скафандра для подорожей в далекий космос можливо вже зараз. Для цього необхідно доопрацювати систему внутрішнього тиску і вирішити технічні проблеми, пов'язані з рухливістю і тепловим обміном.

Усередині звичайних скафандрів створюється внутрішній тиск повітря, завдяки чому людина захищена під час виходу у відкритий космос.

Інший тип скафандрів - облягаючий костюм. Такі зразки розробляються, наприклад, в Массачусетському технологічному інституті, проте про їх використання поки говорити рано.

топографічна точність

Марсіанські пейзажі, показані у фільмі, безпосередньо взяті з даних, отриманих станціями і роверами НАСА, що досліджують Червону планету. Напередодні виходу "марсіанин" на екрани агентство навіть оновило інтерактивну карту Марса, додавши деталізацію ландшафтів, показаних у фільмі.

Так, наприклад, тепер можна розглянути локації, пов'язані з Ацідалійской рівниною і кратером Скіапареллі.

Подорож на Марс в голлівудському фільмі пов'язане з технологічними труднощами, які цілком можна подолати.

У цьому, як видно, і полягає головна відмінність нового фільму від "Соляріса" Андрія Тарковського і "Космічної одіссеї 2001 року" Кубрика, де основна увага займали екзистенційні питання космічних подорожей і існування інопланетного розуму.