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这些神器,帮马特呆萌踏上回乡路

科普小知识2022-02-11 05:19:43
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一场火星风暴后,一个名叫马克·瓦特的科学家被困在火星上,他仍然很可爱。天线穿过了宇航服。他受了伤,但幸运的是活了下来。然而,这个位置和火星一样远。没有人知道,漫漫归途,他该如何走?什么神器帮助了他?

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栖息地小屋

当沙尘暴袭来,红色的灰尘布满地球时,宇航员撤退了。船员之一马克被天线蛰了一下,从山顶上摔了下来,失去了知觉。醒来后,马克的第一反应是寻找一个栖息地,那是宇航员在火星上的家,在那里对他来说意味着水、食物和住所。

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这个92平方米的居住舱伴随着马克一天又一天地穿过火星。不管火星有多荒凉:红色的沙子布满天空,毫无生气。一旦你回到栖息地,打开气闸并加压,就像回到地球一样。

由于火星上的大气相对较薄,大量的太阳能和中子辐射很容易通过,所以栖息地舱的外表面覆盖着金属箔(一些坚韧的聚酯聚合物)和塑料泡沫。栖息舱内部设施齐全:起居区、工作区、气压升降的气闸室、将氧气与二氧化碳分离的充氧器、生产饮用水和灌溉水的水循环装置、可将粪便处理成真空形式的厕所、通讯阵列。当然,通信仍然需要主通信盘。

火星漫游者

尽管栖息地很好,但并不安全。如果充氧机坏了,它会窒息而死。如果水循环装置坏了,它会渴死的。如果栖息地泄漏,它将被炸毁。即使什么也没发生,马克也会饿死。所以他不得不出去寻找回家的路,火星探测器成了他最重要的工具之一。

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它花了三次舱外活动,马克挖出了一辆漫游者。它成了马克的临时避难所。正是通过它,马克能够找到探路者并与地球取得联系。然后它被用来寻找战神4号,它成功地升空并加入了救援船赫尔墨斯。电影中的漫游者是一辆具有拍摄功能的汽车。它是根据农用车辆设计的。它可以在所有地形上行驶,全轮转向和全轮悬挂。很酷吧?

如今,我们建造的探测车的主要任务是向地球发送照片、仪器数据和状态数据。科学家使用高增益天线通过直接通信窗口传输命令。它的主要工作是研究移动后的岩石:研磨、分析和摄影。

不同的是,美国宇航局发射的探测器花了11年时间在火星上飞行了42公里,而马克改进的探测器在火星上飞行了3200公里,只用了50多天!更重要的是,里面有一名宇航员!当然,到2030年,这样的事情很有可能发生。

探路者号

正如电影所说,探路者火星探测器确实是由美国宇航局在1997年发射的。后来,它发回了一系列栩栩如生的沙子、岩石、山丘和峡谷的照片。

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在他的婴儿车离开阿西达格里亚平原后,马克首先去阿瑞斯山谷寻找探路者并联系了美国宇航局。原来,探测器有一个相应的接口连接到计算机上,经过改造后,它确实可以与地球通信。

在电影中,交流是非常有趣的。它基于探路者相机的旋转角度,并使用十六进制来执行对话。我们知道十六进制是计算机中数据的一种表示,它不同于我们日常生活中的表示。它由0-9、A-F组成,并与小数有对应关系(0-9对应0-9;A-F对应于15)。

探路者相机旋转,指向十六进制字母信息,一个字母一个字母地拼写复杂的对话。当然,这些地球上的聪明人(美国宇航局的科学家)也伸出了援助之手,帮助马克黑进探测车的电脑,发送电脑信息,使通讯更加方便。

太空服

宇航服也多次保护马克免于死亡。在电影的结尾,它还扮演了一个角色:马克刺破宇航服,利用气体的动量在太空中游走,就像蝙蝠侠,靠近上校。宇航服的主要功能是保护宇航员和监测他们的生理指标。其中有一个生化监视器,在手臂位置有一个屏幕。屏幕上的数据显示了周围环境中的气体浓度等数据。一旦出现异常,就会有各种警报、警告和警告。

即使宇航服坏了,也不要害怕。头盔的侧面有一个补丁包。它是漏斗形的。大端有高粘度的树胶,小端有一个阀门。使用时,打开阀门,用大端密封孔。泄漏的空气将从阀门中排出。关闭阀门。口香糖起密封作用。这个洞是密封的。

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即使使用者昏迷不醒,没有主动做任何补救工作,宇航服在感觉到人体内的压力下降时,也会立即从氮气罐中释放气体来补充压力。宇航服已经有了通过向内部释放空气来保持压力的设备。只要孔很小,气体排放速度就不会很快,而且可以一直保持一段时间。

左边是美国宇航局最新的太空服,型号Z-2,右边是电影中马特·达蒙的太空服。

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放射性同位素电源

在电影中,马克驾驶着一辆漫游者去寻找战神4,等着带一艘救援船回家。然而,乘坐漫游者是一次非常痛苦的经历。尽管火星车都有加压和密封系统,所以宇航员可以脱下宇航服,在长期的地面活动中轻松驾驶。然而,有必要知道火星的表面温度非常低,昼夜温差约为100℃,平均表面温度约为-60℃。很快,人们将会冻死,而我们愚蠢的科学家有另一种死法。

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然而,这对他来说并不难,他想到了加热武器——核电池,也就是放射性同位素热发动机,并把它挖了出来。RTG的放射性同位素热机利用放射性衰变热通过温差产生热量。一般来说,它使用的同位素是钚238。你知道,钚238可以产生稳定的热量,这些热量可以转化为电能。钚238制成的核电池可以持续供电几十年,许多土星和火星探测器都使用这种能量。

然而,这种做法不值得遵循,因为钚本身是剧毒的,一旦它被破坏和破裂,马就会消失。

火星土豆

"人是铁,米是钢,总有一天一个人不必挨饿."不管这个“日子”指的是地球日还是火星日,人们都要吃饭。只有吃才能补充热量。在发现自己被困在火星上后,马克首先检查了自己的食物储备:维生素,充足!蛋白质,很多!但是,卡路里不足!

然而,植物学家马克发现了土豆,并做出了最好的卡路里食物!土豆是多产的,含有大量的卡路里,大约每公斤770卡路里。为了生产足够的土豆,这个92平方米的栖息地被用来种植,漫游者内部的应急三角帐篷也被用来种植。

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这可行吗?理论上,这是可能的。从机遇号和好奇号探测到的火星土壤成分来看,火星土壤含有足够的元素,如钠、镁、铝、磷、钙和铁,唯一的不足是氮。然而,氮可以通过人体排泄物和尿液补充。因此,理论上讲,当水、空气和养分都准备好的时候,土豆就可以种植了。

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尽管火星土豆还没有成为现实,但2014年,国际空间站的宇航员成功地使用新鲜食品生产系统蔬菜种植了红莴苣。该系统使用红色、蓝色和绿色的光来帮助植物在有肥料和潮湿环境的枕头状袋子中生长。下图显示宇航员收获红色莴苣。

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最后,让我们和孟梦一起表达我们对这些将他安全带回地球的文物的真诚感谢——即使他的肋骨断了,那也没什么。我相信许多人愿意为这次火星之旅付出更多——因为他们向我们展示了探索火星的希望。正如美国宇航局预测的那样,2030年后,人类真的有可能在火星表面和运输飞船上开始他们的生活和工作。

梦想总是会实现的,如果实现了呢?