Анализ на „Марсиан“ от Виталий Егоров: технически грешки

Материалът е подготвен от блогъра и популяризатора на науката Виталий Егоров .

Трябва да се кажат няколко думи за домовете на астронавтите. Същото важи и за космическия кораб.

Има идея, че на Марс цари ужасна радиация и ако хората се окажат там, тогава ще трябва незабавно да се ровят в земята. Това мнение се основава на факта, че атмосферата на Марс е разредена и позволява да преминат много космическа радиация.

Проучване на същото Curiosity обаче показва, че радиацията в междупланетното пространство не е толкова висока, че да навреди значително на екипажа на космическия кораб. Според него по време на полета Земя-Марс-Земя в кораб от съвременен тип рискът от онкология ще се увеличи с 5% поради натрупаната доза радиация при хората. Според стандартите на НАСА астронавт сега се отписва, ако той спечели 3% по време на работата си. Ако увеличите дебелината на страните на милиметър алуминий в кораба, поставете запасите от гориво и вода между облицовката и отделенията за живеене и използвате други доста прости средства за защита, тогава можете да летите.

На Марс атмосферата намалява радиоактивния фон с около половината спрямо фона вътре в междупланетарния космически кораб от съвременния тип. Следователно, за дву-тримесечна експедиция, като Арес-3, изграждането на леки надуваеми жилищни конструкции с многослойна облицовка от метализирани слоеве е оправдано. Такъв надуваем модул вече се произвежда от Bigelow Aerospace по поръчка на НАСА за МКС.

Има още един спор около надуваемата къща на Марк Уотни - в работното налягане. Първо споменава, че има кислородна атмосфера. Това е допустимо само ако в дома се поддържа ниско налягане от 30–50% от земното налягане, за да се спести масата от газове, които запълват вътрешната среда. Като се има предвид това, малко вероятно е пробивът на полуатмосферата да доведе до катастрофална експлозия, която да унищожи марсианската база.

Ремонтът на скафандъра и основния калъф с лепяща лента е между другото една от най-убедителните подробности. Сребърната лента се използва активно в орбита и по-примитивни инструменти може да са подходящи за ремонт на космическа технология.

Грубата грешка на филма е в момента, в който марсианският вятър „играе“ с пластмасова лепенка. Дори ако приемем, че подобен ремонт ще позволи пълна стегнатост, филмът ще се развихри само ако налягането на улицата и на закрито е изравнено. В действителност пластирът ще се извие с неподвижен балон.

Много артистични предположения, направени от автора по въпросите на общуването. Според сюжета, вятърът осуети насочената параболична антена, чрез която се осъществява комуникацията със Земята и първите седмици никой просто не знаеше за спасението на Марк, тъй като той не можеше да предаде сигнала.

Несъответствието тук е, че кинематографичната НАСА разчита на един единствен начин на комуникация. В действителност дори старият роувър Opportunity има три радио антени, две от които комуникират със спътници, летящи всеки ден, а третата (под формата на тенис ракета) изпраща телеметрия директно на Земята. Подробности за връзката на Марс със Земята можете да намерите тук.

Смешно е, че в името на техническата убедителност режисьорите поставиха на покрива на роувъра точно копие на теснофазова антенна решетка за директна комуникация със роувъра „Земята на любопитството“.

Тоест, ако Марк го беше използвал, нямаше да има нужда да изминава хиляди километри до Марс Пътфиндер.

Забравимостта на героя на книгата и филма по отношение на спътниците, летящи над главата, също е пропуск. Дори и да не успее да сглоби обикновен радиопредавател за комуникация със спътници, нищо не би му попречило да тъпче „добре съм“ близо до базата или нещо друго, като се има предвид чувството му за хумор.

Оптичното изображение от спътници, между другото, е показано във филма доста убедително. Няма митове с четене на вестници по повърхността на планетата. Разделителната способност на изображенията, показани във филма, съответства приблизително на кадрите на настоящия спътник MRO и неговата камера HiRise. Въпреки че, мисля, че ако НАСА реши да изпрати хора на Марс, тя ще се погрижи за по-мощно устройство за увеличаване на детайлите на изображенията.

Но работата на сателитния оператор в същия MCC на Хюстън, от който се контролира пилотираната мисия, е приказка, освен това, показана само във филма. Книгата разказва за друг отдел. В действителност работата на MRO се контролира от Аризонския институт, който ръководи научната програма HiRise, и се контролира от спътник от JPL MCC в Пасадена, Калифорния.

Да се ​​върнем към марсианския роувър.

В момента всички колесни превозни средства, които са били на Луната и Марс, са имали твърди скелетни колела. Доколко е подходящо използването на надуваеми балони на Марс, въпросът е открит. Ясно е, че роботизираните роувъри не са в състояние да извършат монтаж на гуми, да изпомпват плоска гума, така че няма друг начин, но твърдата структура не винаги се оправдава.

От друга страна, алуминият е много по-устойчив на дневни температурни крайности, вакуум и слънчева ултравиолетова система. Дори ако приемем, че ще бъде разработена версия на марсиански каучук, по-вероятно е колелата да нямат надуваема, а рамкова конструкция, която да не се страхува от пробиви и течове на газ.

Обитаемото отделение на бъдещите пилотирани роувъри вероятно ще се различава от това, показано във филма. Марсоходът "Марсиан" е пикап SUV. В действителност мобилен дом или лаборатория биха били по-оправдани на Марс. По-малко приспособени за щурмуване извън пътя и повече - за небрежно внимателно придвижване от един изследван участък в друг.

„Къща на колела“ би била по-подходяща за отопление с помощта на RTG. Малък обем на кино ровер моментално би се превърнал в сауна, когато устройството е въведено, тъй като температурата на лопатките на радиатора достига 200 градуса по Целзий.

Все още имаше въпроси относно радиацията от RTG: за колко време може да се протегне астронавт, седнал на съседната седалка? По принцип генераторът на Плутоний-238 не трябва да има много светлина. Поне хората работят с тях без оловни рокли.

За екраниране на неутронно и гама лъчение 2, 5 мм олово е достатъчно, така че обикновено е достатъчен само RTG случай, а във филма Марк го уви в многослойна екранно-вакуумна топлоизолация (това би довело до прегряване на генератора, но сега обсъждаме въпроса за радиацията). Накратко, теоретично реален, но натрупаната доза все пак ще се увеличи.

Моторният ресурс на роувъри на стотици километри без поддръжка и обслужване е изключително на съвестта на автора. В действителност роботите на роувъри общо едва са преодолели 55-километровата маркировка за 12 години. От друга страна, астронавтите на Аполон 17 претърколи 35 км за два дни, така че това може да бъде ...

Заключваме прегледа на роувъра със забавен детайл. Ако погледнете внимателно колелата, ще видите, че дизайнът им е заимстван от истински превозни средства.

В същото време в действителност тези спирални пластини на колела Spirit and Opportunity имат практическо значение - те действат като пружини. За „марсианеца“ това са просто модерни колела.

Сондата за спускане от 1997 г. Марс Патфиндер е истинска филмова звезда, той успя да участва в два филма, но подобно на Шон Бийн трябваше да умре и в двата случая - да даде подробности, за да осигури комуникация за изгубените хора.

Вярно е, че в "Червената планета" местоположението му е реконструирано с много по-големи детайли.

В „Марсиан“ виждаме съвсем различен терен, много по-подходящ за преодоляване на колесни превозни средства.

Разбира се, не знаем какъв ще бъде теренът след 30 години, може би неизвестна климатична промяна ще предизвика пясъчни блокажи. Но 10 години след засаждането тази скална равнина не промени много външния си вид.

Разбира се, космическият апарат от 1996 г. няма технологични конектори, съвместими с интерфейсите на 2040-те.

Създателите на филма направиха много срамна грешка, когато решиха да изпратят хуманитарна помощ на Марс. Авторите някак не са мислили, че товарен кораб, пригоден за скачване в ниска земна орбита и капсула за меко кацане на Марс, ще бъде различен.

Ето защо, когато филмът показва драматичен момент от унищожаването на ракета над нос Канаверал, не се притеснявайте. Дори ако ракетата се справи със задачата, тази капсула би се срутила в небето на Марс, защото той е напълно неподходящ за кацане. В най-добрия случай Марк Уотни ще трябва да събере буркани с консервирано месо по Марсианската пустиня с площ от стотици квадратни километри.

В действителност спасителна сонда с храна би изглеждала така:

Въпреки че орбиталният модул във филма е доста автентичен и прилича на Cygnus от Orbital Science.

Ако говорим за марсианската излитаща ракета, то тя е повече или по-малко убедителна. Най-вероятно ракетата ще бъде на хидразин или твърдо гориво, тъй като те са по-подходящи за дългосрочно съхранение. По-рано бяха изразени идеи за местно производство на гориво: кислородът и метанът на теория могат да бъдат получени от марсианската атмосфера, но тяхното натрупване и съхранение в втечнено състояние ще бъде твърде сложна и енергоемка задача, невъзможна с автоматизирани средства.

Но корабът, на който хората се издигат от Марс, е някак странен. По някаква причина го направиха плосък. Тази форма би била по-подходяща за кацане, а не за излитане - за забавяне в горната атмосфера. Тогава бронираният щит би бил полезен, само в долната част, а не на носа. Дори на земните ракети се използват сравнително леки обтекатели, така че няма практически смисъл да заварявате канализационен люк към носа на марсиански кораб. Ако само за баласт.

Що се отнася до полета "в кабриолет", е трудно да се каже. От една страна, плътността на марсианската атмосфера на повърхността е вече висока на 35 км над Земята, така че атмосферата не е сериозна пречка. От друга страна, когато тръгват от Земята, ракетните обтекатели се изстрелват на височина 80–100 км, т.е. някъде еквивалентни на височините на 50–70 км на Марс. Следователно идеята за летене с отворен прозорец е много рискована.

По същия начин е малко вероятно една ракета, чиято основна задача е да изхвърли екипажа на орбита, да има набор от скафандри за излизане в космоса.

Сега скафандрите за летене в кораб са много различни от тези, в които те отиват в космоса.

Задачата на „вътрешните“ скафандри е да осигурят оцеляването на пилота за няколко минути в случай на намаляване на налягането на кораба. Космическите костюми за извънкорабна дейност са няколко пъти по-тежки и трудни - това са практически автономни космически апарати за работа с часове.

При експедиции на дълги разстояния използването на скафандър две в едно е възможно и за спестяване на тегло и място. Такива бяха на лунните екипажи. Разликата между "стаята" и "улицата" беше само в "шапката" и "галошите", които бяха носени преди да излязат на повърхността.

Космическите костюми на „марсианеца“ противоречат на двете логики. За Марк беше по-лесно да лети в същото, което беше използвано на Марс, както всъщност направи и неговият екипаж.

Но тогава методът на Iron Man не би работил с отделянето на газове от вътрешния обем на скафандъра. Това е профанация, която режисьорът въведе, за да подобри драматизма на момента. В книгата Марк Уотни изслуша командира и се отказа от идеята да се превърне в забавна неконтролируема ракета.

И накрая, ще разгледаме мигриращия кораб.

Концепцията, която е описана в книгата и показана във филма, като цяло е най-оптималната и най-вероятно нещо подобно ще лети до Марс. Междупланетен кораб наистина ще изглежда като космическа станция и наистина използването на електрически ракетни йонни или плазмени двигатели е най-оправдано, въпреки че вероятно ще има VASIMR или аналози. Само използването на въртящо се отделение е малко вероятно.

Това, което изглежда странно във филма, е източникът на захранване на кораба. Вниманието на зрителя привличат големи слънчеви панели, очевидно копирани от МКС. В същото време в зоната на двигателното отделение могат да се видят радиатори, по-характерни за ядрен реактор. Вярно е, че за реактор техният размер ще се изисква десет пъти по-голям.

Очевидно се предполага, че жилищното отделение се захранва от батерии и двигатели от реактора. Но за истинската космонавтика такова разделение е нехарактерно. Един източник на енергия е по-рационален: ядреният реактор е в състояние да осигури енергия както на живите отделения, така и на двигателите, но батериите не могат да захранват двигателя, тоест пълното дублиране за повишаване на надеждността не работи. Например никога не е хрумнало на някого да постави RTG на сателит или роувър заедно със соларни панели. На Лунокход имаше радиоизотопен източник на енергия, но той работеше само за отопление.

Вярно е, че в концепцията за транспортния и енергиен модул от Roscosmos се виждат както слънчеви панели, така и реактор, но тук спомагателната роля на батериите се забелязва веднага.

Друга характеристика на мигриращия кораб от филма развълнува разработчиците на новия руски пилотиран космически кораб PTK NP (Федерация) до ядрото. Тяхната мисъл се изразява с въпроса: „Защо има толкова много място?“

При разработването на руския междупланетен кораб те са свикнали да използват всеки свободен кубичен сантиметър пространство, а тук поне играят волейбол. ISS обаче е по-просторен, но там ще трябва да търсите голи стени.

Фитнесът на кораба „Хермес“ също забавляваше астронавтите. В действителност в орбита те използват само един, но многофункционален симулатор на мощност.

Ръчното докиране на товарен кораб не е толкова фантастично. Поне един прецедент беше, когато екипажът на Shuttle ръчно хвана спътника на Intelsat VI.

Сега на американския сегмент ISS се използва манипулатор за същата цел. Автономното докиране на кораби е само в руския сегмент.

В края на рецензията бих искал да кажа, че въпреки всички горепосочени неточности, фантазии и „режисьорски открития“, „Марсианецът“ е може би най-добрата илюстрация на обозримото бъдеще на астронавтиката в научно-техническо отношение.

Препоръчано

5 важни книги за това какво представлява мозъкът
2019
6 невероятни факта на джаджата
2019
Идва слънчев минимум. Защо е опасно?
2019