Analyse des "Marsmenschen": Technik

Wir setzen die Überprüfung des Realistischen und Fantastischen im Ridley Scott Hollywood-Film „The Martian“ fort. Gestern haben wir über den fiktiven und realen Mars, Wissenschaft und Politik gesprochen, und heute werden wir die technische Seite des Themas betrachten. Dies ist das fruchtbarste Thema für Kommentare, die nach Fehlern und Ungenauigkeiten suchen, da es die Technik war, die den Hauptfetisch von Andy Weyer - dem Autor des Buches - darstellte.

Über Spacesuit „Martian“ sagten wir.

Über ihre Häuser müssen noch ein paar Worte gesagt werden. Sie beziehen sich auf das Raumschiff.



Es gibt eine Idee, dass auf dem Mars schreckliche Strahlung herrscht, und wenn sich Menschen dort befinden, müssen sie sofort in den Boden graben. Diese Ansicht basiert auf der Tatsache, dass die Marsatmosphäre verdünnt ist und viel kosmische Strahlung durchlässt.

Studien der gleichen Neugier zeigen jedochdass im interplanetaren Raum die Strahlung nicht so hoch ist, dass die Besatzung des Raumfahrzeugs erheblich geschädigt wird. Ihm zufolge wird während des Fluges Erde-Mars-Erde in einem modernen Schiff aufgrund der akkumulierten Strahlungsdosis beim Menschen das Risiko einer Onkologie um 5% steigen. Nach NASA-Standards wird ein Astronaut jetzt abgeschrieben, wenn er während seiner Arbeit 3% gewinnt. Wenn Sie die Dicke der Seiten pro Millimeter Aluminium im Schiff erhöhen, die Kraftstoff- und Wasserversorgung zwischen der Verkleidung und den Wohnräumen platzieren und andere relativ einfache Schutzmittel verwenden, können Sie fliegen.

Auf dem Mars reduziert die Atmosphäre den radioaktiven Hintergrund ungefähr zweimal niedriger als den Hintergrund innerhalb des interplanetaren Raumschiffs des modernen Typs. Daher ist für eine zwei- bis dreimonatige Expedition wie Ares-3 der Bau von leicht aufblasbaren Wohnstrukturen mit mehrschichtiger Verkleidung aus metallisierten Schichten gerechtfertigt. Ein solches aufblasbares Modul wird jetzt von Bigelow Aerospace im Auftrag der NASA für die ISS hergestellt.



Es gibt eine weitere Kontroverse um Mark Watneys aufblasbares Haus - unter Arbeitsdruck. Er erwähnt zuerst, dass es eine sauerstoffhaltige Atmosphäre gibt. Dies ist nur zulässig, wenn im Haushalt ein niedriger Druck von 30-50% des Erddrucks aufrechterhalten wird, um die Masse der Gase zu sparen, die die innere Umgebung füllen. Angesichts dessen ist es unwahrscheinlich, dass ein Durchbruch in der Halbatmosphäre zu einer solch katastrophalen Explosion führen würde, die die Marsbasis zerstörte.



Die Reparatur des Raumanzugs und des Basisgehäuses mit Klebeband ist übrigens eines der überzeugendsten Details. Silberband wird im Orbit aktiv verwendet, und primitivere Werkzeuge können zur Reparatur der Weltraumtechnologie geeignet sein.



Ein grober Fehler des Films in dem Moment, in dem der Marswind mit einem Plastikpflaster „spielt“. Selbst wenn wir davon ausgehen, dass eine solche Reparatur eine vollständige Dichtheit ermöglicht, reißt der Film nur, wenn der Druck auf der Straße und in Innenräumen ausgeglichen ist. In Wirklichkeit würde sich der Fleck mit einer bewegungslosen Blase zusammenrollen.



Viele künstlerische Annahmen des Autors in Kommunikationsfragen. Der Handlung zufolge vereitelte der Wind die gerichtete Parabolantenne, über die die Kommunikation mit der Erde durchgeführt wurde, und in den ersten Wochen wusste niemand einfach von Marks Erlösung, weil er konnte das Signal nicht übertragen.

Die Inkonsistenz besteht darin, dass sich die filmische NASA auf einen einzigen Kommunikationsmodus stützte. In Wirklichkeit verfügt sogar der alte Opportunity-Rover über drei Funkantennen, von denen zwei mit täglich fliegenden Satelliten kommunizieren, und die dritte (in Form eines Tennisschlägers) sendet Telemetrie direkt zur Erde. Details zur Verbindung des Mars mit der Erde finden Sie hier .



Es ist lustig, dass die Filmemacher aus Gründen der technischen Überzeugungskraft eine exakte Kopie eines eng phasengesteuerten Antennenarrays für die direkte Kommunikation mit der Erde des Curiosity-Rovers auf das Dach des Rovers gelegt haben.



Das heißt, Wenn Mark es benutzt hätte, wäre es nicht nötig gewesen, tausend Kilometer zum Mars Pathfinder zu fahren.



Die Vergesslichkeit des Helden eines Buches und eines Films über fliegende Satelliten über seinem Kopf ist ebenfalls eine Auslassung. Selbst wenn er keinen einfachen Funksender für die Kommunikation mit Satelliten zusammenbauen könnte, würde ihn nichts daran hindern, "I'm Ok" in der Nähe der Basis oder etwas anderes zu trampeln, angesichts seines Sinns für Humor.



Die optische Abbildung von Satelliten wird im Film übrigens recht überzeugend gezeigt. Keine Mythen über das Lesen von Zeitungen auf der Oberfläche des Planeten. Die Auflösung der im Film gezeigten Bilder entspricht in etwa den Bildern des aktuellen MRO-Satelliten und seiner HiRise- Kamera . Obwohl ich denke, wenn die NASA beschließt, Menschen zum Mars zu schicken, wird sie sich um ein leistungsfähigeres Gerät kümmern, um die Detailgenauigkeit von Bildern zu verbessern.



Aber die Arbeit des Satellitenbetreibers im selben MCC von Houston, von dem aus die bemannte Mission gesteuert wird, ist im Übrigen ein Märchen, das nur im Film gezeigt wird. Das Buch erzählt von einer anderen Abteilung. In Wirklichkeit wird die Arbeit des MRO vom Arizona Institute gesteuert, das das HiRise-Wissenschaftsprogramm betreibt, und von einem Satelliten des JPL MCC in Pasadena, Kalifornien.

Kehren wir zum Marsrover zurück.

Im Moment hatten alle Fahrzeuge mit Rädern, die sich auf dem Mond und dem Mars befanden, harte Skeletträder. Wie angemessen der Einsatz von aufblasbaren Ballons auf dem Mars ist, ist noch offen. Es ist klar, dass Marsrover-Roboter keine Reifenmontage durchführen können, um einen platten Reifen aufzupumpen. Es gibt also keinen anderen Weg, aber die starre Struktur rechtfertigt sich nicht immer.



Andererseits ist Aluminium viel widerstandsfähiger gegen tägliche Temperaturextreme, Vakuum und solares Ultraviolett. Selbst wenn wir davon ausgehen, dass eine Version von Mars-Gummi entwickelt wird, ist es wahrscheinlicher, dass die Räder kein Schlauchboot haben, sondern eine Rahmenstruktur, die keine Angst vor Pannen und Gaslecks hat.



Das bewohnbare Abteil zukünftiger bemannter Rover wird sich höchstwahrscheinlich von dem im Film gezeigten unterscheiden. Beim Mars ist der Marsrover ein Pickup-SUV. In Wirklichkeit wäre ein Mobilheim oder Labor auf dem Mars mehr gerechtfertigt. Weniger für Stürme im Gelände geeignet als vielmehr für gemächliche Bewegungen von einem untersuchten Gebiet in ein anderes.





Ein "Haus auf Rädern" wäre besser zum Heizen mit einem RTG geeignet. Das geringe Volumen des Kinorovers verwandelte sich beim Einbringen des Geräts sofort in eine Sauna, da die Temperatur an den Heizkörpern 200 Grad Celsius erreicht.



Es gab immer noch Fragen zur Strahlung der RTG: Wie lange konnte sich ein Astronaut, der auf einem angrenzenden Sitz saß, ausstrecken? Grundsätzlich sollte der Generator von Plutonium-238 nicht sehr laut sein . Zumindest arbeiten die Leute mit ihnen ohne Bleikleider.



Für die Abschirmung von Neutronen- und Gammastrahlung reicht 2,5 mm Blei aus, sodass normalerweise nur das RTG-Gehäuse ausreicht. In der Folie wickelte Mark es in eine mehrschichtige Siebvakuum-Wärmedämmung ein (dies würde zu einer Überhitzung des Generators führen, aber jetzt diskutieren wir das Problem Strahlung). Kurz gesagt, theoretisch wirklich, aber die akkumulierte Dosis würde immer noch zunehmen.

Die motorische Ressource von Rovers von Hunderten von Kilometern ohne Wartung und Instandhaltung liegt ausschließlich im Gewissen des Autors. In Wirklichkeit haben Rover-Roboter in 12 Jahren die 55-km-Marke kaum überschritten. Auf der anderen Seite rannten die Apollo 17-Astronauten in zwei Tagen 35 km davon, also könnte das sein ...

Lassen Sie uns den Rückblick auf den Marsrover mit einem amüsanten Detail beenden. Wenn Sie sich die Räder genau ansehen, werden Sie feststellen, dass ihr Design von echten Fahrzeugen übernommen wurde.



Gleichzeitig haben diese Spiralplatten auf Spirit- und Opportunity-Rädern in der Realität praktische Bedeutung - sie wirken als Federn. Für den "Marsmenschen" sind dies einfach modische Scheiben.



Die 1997er Sonde Mars Pathfinder war ein echter Filmstar - er hat es geschafft, in zwei Filmen mitzuspielen, aber wie Sean Bean musste er in beiden Fällen sterben -, um Details für die Kommunikation der Verlorenen zu liefern.

Zwar wurde seine Lage auf dem Roten Planeten viel detaillierter rekonstruiert.



Im "Martian" sehen wir ein völlig anderes Gelände, das sich viel besser zur Überwindung von Radfahrzeugen eignet.



Natürlich wissen wir nicht, wie das Gelände in 30 Jahren aussehen wird. Vielleicht führt ein unbekannter Klimawandel zu Sandblockaden. Aber 10 Jahre nach dem Pflanzen änderte diese felsige Ebene ihr Aussehen nicht wesentlich.



Natürlich verfügt das Raumschiff von 1996 über keine technologischen Anschlüsse, die mit den Schnittstellen der 2040er Jahre kompatibel sind.



Ein sehr beschämender Fehler wurde von den Filmemachern gemacht, als sie beschlossen, humanitäre Hilfe zum Mars zu schicken. Die Autoren glaubten irgendwie nicht, dass ein Frachtschiff, das für das Andocken in einer erdnahen Umlaufbahn geeignet ist, und eine Kapsel für eine sanfte Landung auf dem Mars anders sein würden.



Machen Sie sich deshalb keine Sorgen, wenn der Film einen dramatischen Moment der Zerstörung einer Rakete über Cape Canaveral zeigt. Selbst wenn die Rakete die Aufgabe bewältigen würde, würde diese Kapsel am Himmel des Mars zusammenbrechen, weil es ist für die Landung völlig ungeeignet. Im besten Fall müsste Mark Watney entlang der Marswüste mit einer Fläche von Hunderten von Quadratkilometern Gläser mit Fleischkonserven sammeln.

In Wirklichkeit würde eine Rettungssonde mit Nahrung ungefähr so ​​aussehen:



Obwohl das Orbitalmodul im Film ziemlich authentisch ist und Cygnus aus Orbital Science ähnelt.



Wenn wir über die Mars-Startrakete sprechen, dann ist das mehr oder weniger überzeugend. Höchstwahrscheinlich wird die Rakete auf Hydrazin oder festem Brennstoff sein, weil Sie eignen sich eher zur Langzeitlagerung. Zuvor ausgedrücktDie Idee, Kraftstoff an Ort und Stelle herzustellen: Sauerstoff und Methan können theoretisch aus der Marsatmosphäre gewonnen werden, aber ihre Akkumulation und Speicherung in verflüssigtem Zustand wird eine zu komplexe und energieintensive Aufgabe sein, die mit automatisierten Mitteln nicht möglich ist.

Aber das Schiff, in dem sich Menschen vom Mars erheben, ist irgendwie seltsam. Aus irgendeinem Grund machten sie ihn flach. Diese Form wäre besser für die Landung und nicht für den Start geeignet - um in der oberen Atmosphäre langsamer zu werden. Dann wäre der gepanzerte Schild nur am Boden und nicht an der Nase nützlich. Selbst auf Erdraketen werden ziemlich leichte Verkleidungen verwendet, so dass es keinen praktischen Sinn macht, eine Kanalluke an den Bug eines Marsschiffs zu schweißen. Wenn auch nur für Ballast.



Über den Flug "in einem Cabrio" ist es schwer zu sagen. Einerseits ist die Dichte der Marsatmosphäre an der Oberfläche bereits bis zu 35 km über der Erde, sodass die Atmosphäre kein ernstes Hindernis darstellt. Wenn andererseits von der Erde aus gestartet wird, werden Raketenverkleidungen in einer Höhe von 80 bis 100 km abgefeuert, d.h. irgendwo gleich den Höhen von 50-70 km Mars. Daher ist die Idee, mit offenem Fenster zu fliegen, sehr riskant.

Ebenso ist es unwahrscheinlich, dass eine Rakete, deren Hauptaufgabe darin besteht, die Besatzung in die Umlaufbahn zu bringen, über eine Reihe von Raumanzügen verfügt, um in den Weltraum zu gelangen.



Jetzt unterscheiden sich die Raumanzüge zum Fliegen in einem Schiff stark von denen, in denen sie in den Weltraum fliegen.



Die Aufgabe der "internen" Raumanzüge ist es, das Überleben des Piloten bei Druckentlastung des Schiffes für einige Minuten zu sichern. Die Raumanzüge für Aktivitäten außerhalb des Schiffes sind mehrmals schwerer und schwieriger - dies sind praktisch autonome Raumschiffe, die stundenlang arbeiten.

Bei Langstreckenexpeditionen ist die Verwendung eines Zwei-in-Eins-Raumanzugs auch möglich, um Gewicht und Platz zu sparen. Solche waren auf den Mondmannschaften. Der Unterschied zwischen dem „Raum“ und der „Straße“ bestand nur in dem „Hut“ und den „Galoschen“, die getragen wurden, bevor sie an die Oberfläche gingen.



Die Raumanzüge des „Marsmenschen“ widersprechen beiden Logikern. Es war für Mark einfacher, in der gleichen Form zu fliegen, die auf dem Mars verwendet wurde, wie es seine Crew tatsächlich tat.



Aber dann würde die Iron Man-Methode nicht funktionieren, wenn Gase aus dem Innenvolumen des Raumanzugs freigesetzt würden. Dies ist eine Obszönität, die der Regisseur eingeführt hat, um das Drama des Augenblicks zu verstärken. In dem Buch hörte Mark Watney dem Kommandanten zu und gab die Idee auf, sich in ein lustiges unkontrollierbares Raketenoberteil zu verwandeln.

Und schließlich werden wir das Migrationsschiff untersuchen.



Das Konzept, das im Buch beschrieben und im Film gezeigt wird, ist im Allgemeinen das optimalste und höchstwahrscheinlich wird etwas Ähnliches zum Mars fliegen. Ein interplanetares Schiff wird in der Tat wie eine Raumstation aussehen, und in der Tat ist der Einsatz von elektrischen Raketenionen- oder Plasmamotoren am gerechtfertigtsten, obwohl es wahrscheinlich VASIMR oder Analoga geben wird. Nur die Verwendung eines Drehfachs ist unwahrscheinlich.

Was im Film seltsam aussieht, ist die Stromquelle des Schiffes. Die Aufmerksamkeit des Betrachters wird von großen Sonnenkollektoren angezogen, die anscheinend von der ISS kopiert wurden. Gleichzeitig sind im Bereich des Motorraums Heizkörper zu sehen, die für einen Kernreaktor charakteristischer sind. Für den Reaktor gilt, dass ihre Größe zehnmal mehr benötigt wird.

Anscheinend wird angenommen, dass das Wohnabteil von Batterien und Motoren aus dem Reaktor angetrieben wird. Für die echte Kosmonautik ist eine solche Unterteilung jedoch untypisch. Eine Stromquelle ist rationaler: Ein Kernreaktor kann sowohl lebende Abteile als auch Motoren mit Strom versorgen, aber Batterien können den Motor nicht antreiben, d. H. Eine vollständige Vervielfältigung zur Verbesserung der Zuverlässigkeit funktioniert nicht. Zum Beispiel ist es niemandem in den Sinn gekommen, ein RTG zusammen mit Sonnenkollektoren auf einen Satelliten oder einen Rover zu setzen. Auf Lunokhod gab es eine Radioisotop-Energiequelle, die jedoch nur zum Heizen diente.

Zwar sind im Konzept des Transport- und Energiemoduls von Roskosmos sowohl Sonnenkollektoren als auch ein Reaktor sichtbar, aber hier macht sich die Hilfsfunktion von Batterien sofort bemerkbar.



Ein weiteres Merkmal des Migrationsschiffs aus dem Film begeisterte die Entwickler des neuen russischen bemannten Raumfahrzeugs PTK NP (Federation) bis ins Mark. Ihr Gedanke drückt sich in der Frage aus: "Warum gibt es so viel Platz?"



Bei der Entwicklung des russischen interplanetaren Schiffes sind sie es gewohnt, jeden freien Kubikzentimeter Raum zu nutzen und hier zumindest Volleyball zu spielen.

Die ISS ist zwar geräumiger, aber Sie müssen dort nach kahlen Wänden suchen.
Das Fitnessstudio auf dem Hermes-Schiff amüsierte auch die Astronauten. In der Realität verwenden sie im Orbit nur einen, aber einen multifunktionalen Leistungssimulator.



Das manuelle Andocken eines Frachtschiffs ist nicht so fantastisch. Mindestens ein Präzedenzfall war, als die Shuttle-Besatzung den Satelliten Intelsat VI manuell abfing.



Jetzt wird im amerikanischen ISS-Segment ein Manipulator für den gleichen Zweck verwendet. Das autonome Andocken von Schiffen erfolgt nur im russischen Segment.

Am Ende des Rückblicks möchte ich sagen, dass der "Marsianer" trotz aller oben genannten Ungenauigkeiten, Fantasien und "Entdeckungen der Regie" vielleicht das beste Beispiel für die absehbare Zukunft der Astronautik in wissenschaftlicher und technischer Hinsicht ist.

Source: https://habr.com/ru/post/de389495/