火星救援中的科学.ppt

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1、《火星救援》中的科学万一你被丢在火星，该如何自救？科幻电影《火星救援》你看了吗？火星的自然环境与地球最相似，是太阳系中唯一经改造后适合人类长期居住的天体。我们在20世纪实现了载人登陆月球，人类第一次有能力登陆地球之外的另一个天体；21世纪的上半叶，人类将实现登陆火星的梦想，这将是人类航天史上最重要、最复杂的太空计划，将对人类的未来产生深远影响。《火星救援》是由美国二十世纪福斯电影公司出品，由雷德利·斯科特执导，马特·达蒙、杰西卡·查斯坦、塞巴斯蒂安·斯坦、阿卡塞尔·亨涅联袂主演的科幻片。该片根据安迪·威尔的同名小说改编，讲述了由于一场沙尘暴，马克与他的团队失联，孤身一人置身于

2、火星面临着飞船损毁，想方设法回地球的故事。影片于2015年10月2日以3D的形式在美国上映，2015年11月25日以IMAX3D格式在中国大陆上映。在开始故事前，我们首先要了解火星这颗星球。故事开始于，NASA战神系列火星登陆任务，主演马克是第三次登陆任务六名成员之一。在登陆的第六天时，他们遭遇了火星风暴，在逃离的过程中，马克很衰的被天线击中，消失在队友的视线中，剩下的5名队友在寻找无果后，只能乘坐逃离仓返回太空中的飞船。所有人都以为马克已经死了，然而强大的主角光环笼罩着马克，他从昏迷中惊醒，徒手拔出天线，并肉疼地治愈自己。于是，植物学家马克开始了在火星的生存记。他检查了所有

3、的食物，最多只能维持一年，而第四次火星任务的团队要四年后才能抵达火星，所以他需要种土豆来解决食物问题。那么，问题来了，火星上的土壤可以种植农作物？如图所示，火星的土壤含有以上这些支持农作物生长的关键元素，但有这些元素还不够，还需要营养成分、细菌等，这时候马克和其队友的粪便就派上用场了。要想种植作物，首先需要培养土壤。火星土壤与地球土壤的物质组成基本相同，但是地球土壤里有微生物群落，某些特定的养分只能通过微生物来提供，而火星土壤中没有微生物。因此，马克带着少量的地球土壤和一把种子登陆火星，希望试验不同比例的火星土壤与地球土壤混合来种植作物。但是，马克只带了一小盆地球土壤，以及地

4、球上最顽强且最容易种植的作物种子——几种野草和羊齿草，只是为了把它们作为测试作物。马克甚至出舱捡回队友们之前遗留的完全脱水干燥的粪便，马克找了一个大容器，加水并加了一点自己的粪便，接种微生物后即可大量繁殖，味道越臭，表示微生物繁殖得越好。仅有粪便作为肥料是不够的。地球土壤中有几十种不同的微生物，而火星土壤中没有。马克在粪便中加入火星土壤铺开，再加入一点地球土壤，让地球土壤中的微生物感染火星土壤，这些微生物至关重要，是作物生长的关键。一周之后，火星土壤就会被改造成充满微生物的地球土壤，支撑作物生长。每周被改造的土壤规模都会增加一倍。那么，问题又来了，没有水植物如何生长？男主为了

5、种活土豆，他想到利用留下来的火箭燃料。火箭的燃料是“联氨”（hydrazine，N2H4）通过燃烧里面的氢原子与周围的氧气结合，就会产生水：不过联氨是传统的火箭燃料，是有毒的物质，燃烧的过程一个不小心还会爆炸。所以男主没有直接燃烧燃料，而是先用催化剂，把火箭燃料分离成了氮气和氢气。解决了这两个问题，马克建立了土豆大棚生态系统然而马克知道，即使栖息仓里所有的土豆都收获了，也挺不到四年。他需要尽快与地球取得联系唯一的方法是：前往距离3200公里之外的战神4号任务登陆点，找到逃离仓，获得上面的通讯设备。于是他把火星漫游车改造了，连接太阳能电池板，提供源源不断的动力，但是，火星常年低

6、温，出去岂不是冻死。那么，问题又又来了，马克靠什么来取暖而不被冻死？马克成功找到探路者号，经过调试与NASA取得了联系。唯一能控制的就是摄像头，聪明的呆萌制作了26个字母便签围绕着摄像头，通过旋转摄像头与地球的人类沟通为了更加快速的交流，地球工程师通过26个字母表组成缩略字符，教马克黑入漫游车系统，以方便接收信息，马克成功黑入了系统，用打字来和地球人类交流。