内容发布更新时间 : 2024/12/26 23:41:42星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

电影《火星救援》科学性探究

内容摘要：《火影救援》是近年来质量较高的科幻电影之一，讲述了因为意外被独自留在火星上的主角努力自救并最终回归地球的故事。从科学的角度上看，制片方还是很认真的，首先在营造火星上的环境就下了大功夫，以往我们都没有机会真正了解到火星的样子，但本片真正给了大家这么一个机会。而且从科学性来说，本片的科学逻辑十分严密，没有填不了的巨坑，而且全片没有什么比较狗血的情节，所有的行为都是以理智为原则，唯一一点遗憾就是在表现中国航天局高伟光的形象的处理上有点生硬，让人觉得并不是要吹捧而是要黑化，还有一点就是主角种土豆的舱室突然爆炸导致土豆都死了这里情节出现的太突然，不太科学，让人觉得是刻意为之。但总体上来说本片还是妥妥的硬科幻电影，科学逻辑严密值得一观。 正文： 火星上的风暴

大风暴是不可能在火星上出现的。火星上的气压很低，不到地球的百分之一。换句话说，即使是火星上的风速达到了160公里每小时，其实风力也就相当于地球上16公里每小时的风力，这点风也就能放个风筝。所以，其实电影中所描写的大风暴不可能出现。虽然原作作者安迪·威尔自己也知道这一点，但是他也有他作为故事的“造物主”的权利：“我需要一个让航天员离开火星的方法，所以我在这里稍微杜撰了一下。而且，难道你不觉得突如其来的大风暴感觉很酷吗？” 火星上的行走方式：

本片所有小伙伴在火星上走路的样子和地球上无疑，可是我们都是到火星也是失重状态呀！火星上的重力马特·达蒙在火星上保持着地球般的移动方式是不科学的，因为在现实中的火星的重力只有地球的三分之一。NASA也曾做过设想，结论是在火星上行走的最有效的方法就是用跳的方式进行大步移动，或是拖着脚进行小步移动。剧中的宇航服参考了2030年之后真实任务使用的太空服为原型，每套至少重达40磅。但是因为重力的原因其实只有三分之一的重量，所以行动起来应该会更轻盈一些才对。 如何在风暴中活下来

沃特尼为什么能在风暴中活下来？虽然，他的宇航服被刺穿，但伤口中渗出的血液及时凝结堵住了创口——且慢，仅仅靠着血液凝结就可以隔开宇航服内外的压力差吗？

火星大气的密度很低，“海平面”气压大约只有地球的0.6%，而宇航服内的气压呢？目前，看似厚重的舱外宇航服并不能在其内部维持1个大气压的环境，而是只有32.4千帕，也就是约0.3个大气压：这倒是让封堵创口的血块压力小了很多。

在相当于珠峰顶端的气压下，宇航员依然可以呼吸自如，原因在于呼吸的几乎是纯氧——虽然气体稀薄，但氧气的密度并不比空气中低。在这32.4千帕的气压里，氧气贡献了20.7千帕，这就是所谓氧气的“分压”，通常用来衡量各种呼吸气体中氧气的有效浓度。

这样看来，我们的主角并不会因为“漏气”而死，这的确是符合逻辑的。不过假如他没有及时苏醒，在氧气耗尽之前，也可能因为氧

气中毒而彻底失去知觉——这话听起来怎么自相矛盾？原来，宇航服呼吸系统的一个主要作用就是去除呼出的二氧化碳，Mark 晕倒这么久，吸收二氧化碳的化学制剂早已饱和，为了防止二氧化碳中毒，宇航服开始主动排气，并用备用的氮气填充进来保持气压。当氮气也不够用的时候，只好加入过量的氧气。如果氧分压超过45千帕，中枢神经，视网膜，肺部就很容易受损。不过，如果火星宇航服的气压和目前的舱外宇航服一致的话，Mark活下来的概率还是很大的。 营救需要四年周期

清醒之后，Mark就得考虑自己到底能不能撑到NASA来救他的那一天。从地球发射火箭到火星，最基本的思路就是找到一条连接地球和火星的椭圆轨道。航天器最常用的变轨方式——霍曼转移轨道。走这条轨道所花时间刚好就是椭圆轨道周期的一半，而轨道周期只和椭圆的半长轴有关。

因为这条轨道的半长轴介于地球和火星之间，而一火星年等于1.88地球年，所以从地球到火星至少需要大半年的时间。也许有人觉得这条轨道显然距离太长，为什么不选择短一些。

短的轨道实际上是一个大得多的椭圆轨道的一部分，为了进入这条轨道就需要大量的能量，而人类目前的火箭技术还不足以支持这样的飞行，而且，为了从这条轨道登陆火星，必须进行减速，减速所消耗的推进剂不会比发射时少多少，这都是技术达不到的。

实际上，以人类目前的航天水平，直接走霍曼转移轨道都很困难，目前的大多数载人火星计划都需要空间站进行物资中继，所以刚开始，