Análisis del "marciano": técnica

Continuamos la revisión de lo realista y fantástico en la película de Ridley Scott Hollywood "The Martian". Ayer hablamos sobre el verdadero y ficticio Marte, la ciencia y la política, y hoy consideraremos el aspecto técnico del problema. Este es el tema más fértil para comentarios, búsqueda de errores e imprecisiones, ya que fue la técnica el principal fetiche de Andy Weyer, el autor del libro.

Sobre traje espacial "marciana" , dijimos.

Algunas palabras aún tienen que decirse sobre sus hogares. Se relacionan con la nave espacial.



Existe la idea de que la radiación terrible reina en Marte, y si las personas se encuentran allí, entonces tendrán que cavar inmediatamente en el suelo. Esta visión se basa en el hecho de que la atmósfera de Marte está enrarecida y permite que pase mucha radiación cósmica.

Sin embargo, estudios de la misma curiosidad muestranque en el espacio interplanetario, la radiación no es tan alta como para dañar significativamente a la tripulación de la nave espacial. Según él, durante el vuelo Tierra-Marte-Tierra, en una nave de tipo moderno, debido a la dosis acumulada de radiación en humanos, el riesgo de oncología aumentará en un 5%. Según los estándares de la NASA, un astronauta ahora se da de baja si gana un 3% durante su trabajo. Si aumenta el grosor de los lados por milímetro de aluminio en el barco, coloque los suministros de combustible y agua entre el revestimiento y los compartimentos vivos y use otros medios de protección bastante simples, entonces puede volar.

En Marte, la atmósfera reduce el fondo radiactivo aproximadamente dos veces más bajo que el fondo dentro de la nave espacial interplanetaria del tipo moderno. Por lo tanto, para una expedición de dos a tres meses, como Ares-3, la construcción de estructuras residenciales inflables ligeras con revestimiento multicapa a partir de capas metalizadas está justificada. Tal módulo inflable ahora es fabricado por Bigelow Aerospace por orden de la NASA para la ISS.



Hay otra controversia en torno a la casa inflable de Mark Watney, en presión de trabajo. Primero menciona que hay una atmósfera oxigenada. Esto solo es permisible si se mantiene una presión baja del 30-50% de la presión de la tierra en el hogar para ahorrar en la masa de gases que llenan el ambiente interno. Dado esto, es poco probable que un avance en la semi-atmósfera conduzca a una explosión tan catastrófica que destruya la base marciana.



La reparación del traje espacial y el estuche base con cinta adhesiva es, por cierto, uno de los detalles más convincentes. La cinta plateada se usa activamente en órbita, y las herramientas más primitivas pueden ser adecuadas para reparar la tecnología espacial.



Un error brusco de la película en el momento en que el viento marciano "juega" con un parche de plástico. Incluso si suponemos que dicha reparación permitirá una estanqueidad completa, la película se romperá solo si la presión se equilibra en la calle y en el interior. En realidad, el parche se enrollaría con una burbuja inmóvil.



Muchos supuestos artísticos realizados por el autor en materia de comunicación. Según la trama, el viento frustró la antena parabólica direccional a través de la cual se llevó a cabo la comunicación con la Tierra, y durante las primeras semanas nadie simplemente supo de la salvación de Mark, porque No pudo transmitir la señal.

La inconsistencia aquí es que la NASA cinematográfica se basó en un solo modo de comunicación. En realidad, incluso el viejo rover Opportunity tiene tres antenas de radio, dos de las cuales se comunican con satélites que vuelan todos los días, y la tercera (en forma de raqueta de tenis) envía telemetría directamente a la Tierra. Los detalles de la conexión de Marte con la Tierra se pueden encontrar aquí .



Es curioso que, en aras de la persuasión técnica, los realizadores colocaron en el techo del vehículo explorador de Marte una copia exacta de la matriz de antenas de comunicación directa con el vehículo explorador Earth of the Curiosity.



Es decir Si Mark lo hubiera usado, no habría sido necesario conducir mil kilómetros hasta el Mars Pathfinder.



El olvido del héroe de un libro y una película sobre satélites voladores sobre su cabeza también es una omisión. Incluso si no pudiera ensamblar un simple transmisor de radio para comunicarse con los satélites, nada le impediría pisotear "Estoy bien" cerca de la base, o algo más, dado su sentido del humor.



Las imágenes ópticas de los satélites, por cierto, se muestran en la película de manera bastante convincente. No hay mitos con la lectura de periódicos en la superficie del planeta. La resolución de las imágenes que se muestran en la película corresponde aproximadamente a los cuadros del satélite MRO actual y su cámara HiRise . Aunque, creo que si la NASA decide enviar personas a Marte, se encargará de un dispositivo más potente para aumentar el detalle de las imágenes.



Pero el trabajo del operador satelital en el mismo MCC de Houston, desde el cual se controla la misión tripulada, es un cuento de hadas, además, solo se muestra en la película. El libro habla sobre otro departamento. En realidad, el trabajo del MRO está controlado por el Instituto de Arizona, que ejecuta el programa de ciencias HiRise, y está controlado por un satélite del JPL MCC en Pasadena California.

Volvamos al rover marciano.

Por el momento, todos los vehículos con ruedas que han estado en la Luna y Marte tenían ruedas de esqueleto duras. Cuán apropiado es el uso de globos inflables en Marte sigue siendo una pregunta abierta. Está claro que los rovers robóticos de Marte no pueden realizar el ajuste de los neumáticos para inflar un neumático desinflado, por lo que no hay otra forma, pero la estructura rígida no siempre se justifica.



Por otro lado, el aluminio es mucho más resistente a las temperaturas extremas diarias, al vacío y a los rayos ultravioleta solares. Incluso si asumimos que se desarrollará una variante del caucho marciano, es más probable que las ruedas no tengan una estructura inflable, sino una estructura de cuadro que no tenga miedo a los pinchazos y las fugas de gas.



El compartimento habitable de futuros rovers tripulados probablemente diferirá del que se muestra en la película. En el marciano, el rover de Marte es una camioneta SUV. En realidad, una casa móvil o laboratorio estaría más justificado en Marte. Menos adaptado al asalto fuera de la carretera y más, al movimiento pausado y cuidadoso de un área investigada a otra.





Una "casa sobre ruedas" sería más adecuada para calentar usando un RTG. El pequeño volumen del rover de cine se convirtió instantáneamente en una sauna cuando se introdujo el dispositivo, porque la temperatura en las palas del radiador alcanza los 200 grados centígrados.



Todavía había preguntas sobre la radiación del RTG: ¿cuánto tiempo podría estirarse un astronauta sentado en un asiento adyacente? En principio, el generador de Plutonio-238 no debe ser muy ruidoso . Al menos la gente trabaja con ellos sin batas de plomo.



Para proteger la radiación de neutrones y gamma, el plomo de 2.5 mm es suficiente, por lo general, solo la carcasa RTG es suficiente, y en la película Mark lo envolvió en un aislamiento térmico de vacío de pantalla multicapa (esto conduciría al sobrecalentamiento del generador, pero ahora estamos discutiendo el tema radiación). En resumen, teóricamente, realmente, pero la dosis acumulada aún aumentaría.

El recurso motor de los rovers de cientos de kilómetros sin mantenimiento y servicio es exclusivamente de la conciencia del autor. En realidad, los robots rover en total apenas han superado la marca de 55 km en 12 años. Por otro lado, los astronautas del Apolo 17 se lanzaron 35 km en dos días, por lo que podría ser ...

Terminemos la revisión del rover de Marte con un detalle divertido. Si observa de cerca las ruedas, verá que su diseño está tomado de vehículos reales.



Al mismo tiempo, en realidad, estas placas espirales en las ruedas Spirit y Opportunity tienen un significado práctico: actúan como resortes. Para el "marciano", estos son simplemente discos de moda.



La sonda de 1997 Mars Pathfinder fue una verdadera estrella de cine: logró protagonizar dos películas, pero al igual que Sean Bean, tuvo que morir en ambos casos, para dar detalles para proporcionar comunicación a las personas perdidas.

Es cierto que en el Planeta Rojo su ubicación fue reconstruida con mucho mayor detalle.



En el "marciano" vemos un terreno completamente diferente, mucho más adecuado para superar vehículos con ruedas.



Por supuesto, no sabemos cómo será el terreno en 30 años, tal vez un cambio climático desconocido provocará bloqueos de arena. Pero 10 años después de la siembra, esta llanura rocosa no cambió mucho su apariencia.



Por supuesto, la nave espacial de 1996 no tiene conectores tecnológicos compatibles con las interfaces de la década de 2040.



Los cineastas cometieron un error muy vergonzoso cuando decidieron enviar ayuda humanitaria a Marte. Los autores de alguna manera no pensaron que un buque de carga adaptado para atracar en órbita terrestre baja y una cápsula para aterrizaje suave en Marte sería diferente.



Por lo tanto, cuando la película muestra un momento dramático de la destrucción de un cohete sobre Cabo Cañaveral, no se preocupe. Incluso si el cohete hiciera frente a la tarea, esta cápsula colapsaría en el cielo de Marte, porque Es completamente inadecuado para el aterrizaje. En el mejor de los casos, Mark Watney tendría que recolectar frascos de carne enlatada a lo largo del desierto marciano con un área de cientos de kilómetros cuadrados.

En realidad, una sonda de rescate con comida se vería así:



aunque el módulo orbital de la película es bastante auténtico y se parece a Cygnus de Orbital Science.



Si hablamos del cohete de despegue marciano, entonces es más o menos convincente. Lo más probable es que el cohete esté en hidrazina o combustible sólido, porque Son más adecuados para el almacenamiento a largo plazo. Expresado previamenteLa idea de producir combustible en el lugar: en teoría, el oxígeno y el metano se pueden obtener de la atmósfera marciana, pero su acumulación y almacenamiento en un estado licuado será una tarea demasiado compleja e intensiva en energía, imposible por medios automatizados.

Pero la nave, en la que la gente se levanta de Marte, es de alguna manera extraña. Por alguna razón lo hicieron plano. Esta forma sería más adecuada para el aterrizaje, y no para el despegue, para disminuir la velocidad en la atmósfera superior. Entonces el escudo blindado sería útil, solo en la parte inferior, y no en la nariz. Incluso en los misiles de la Tierra, se utilizan carenados bastante ligeros, por lo que no tiene sentido práctico soldar una escotilla de alcantarilla a la proa de un barco marciano. Aunque solo sea por lastre.



Es difícil decir sobre el vuelo "en un convertible". Por un lado, la densidad de la atmósfera marciana en la superficie ya es tan alta como 35 km sobre la Tierra, por lo que la atmósfera no es un obstáculo serio. Por otro lado, al comenzar desde la Tierra, los carenados de cohetes se disparan a una altitud de 80-100 km, es decir, En algún lugar equivalente a las alturas de 50-70 km de Marte. Por lo tanto, la idea de volar con una ventana abierta es muy arriesgada.

Del mismo modo, es poco probable que un cohete, cuya tarea principal sea empujar a la tripulación a la órbita, tenga un conjunto de trajes espaciales para ir al espacio exterior.



Ahora los trajes espaciales para volar en una nave son muy diferentes de aquellos en los que van al espacio exterior.



La tarea de los trajes espaciales "internos" es asegurar la supervivencia del piloto durante varios minutos en caso de despresurización de la nave. Los trajes espaciales para la actividad de naves adicionales son más pesados ​​y más difíciles varias veces: son naves espaciales prácticamente autónomas para trabajar durante horas.

En expediciones de larga distancia, el uso de un traje espacial dos en uno también es posible para ahorrar peso y espacio. Tales estaban en las tripulaciones lunares. La diferencia entre la "habitación" y la "calle" estaba solo en el "sombrero" y los "chanclos" que se usaban antes de salir a la superficie.



Los trajes espaciales del "marciano" contradicen a ambos lógicos. Fue más fácil para Mark volar en el mismo que se utilizó en Marte, como lo hizo su tripulación.



Pero entonces el método Iron Man no funcionaría, con la liberación de gases del volumen interno del traje espacial. Esta es una blasfemia, que el director introdujo para aumentar el drama del momento. En el libro, Mark Watney escuchó al comandante y abandonó la idea de convertirse en un divertido cohete incontrolable.

Y finalmente, examinaremos el barco migratorio.



El concepto, que se describe en el libro y se muestra en la película, es generalmente el más óptimo y, muy probablemente, algo similar volará a Marte. Una nave interplanetaria de hecho se verá como una estación espacial, y de hecho, el uso de iones de cohetes eléctricos o motores de plasma está más justificado, aunque probablemente habrá VASIMR o análogos. Solo el uso de un compartimento giratorio es poco probable.

Lo que parece extraño en la película es la fuente de energía del barco. La atención del espectador es atraída por grandes paneles solares, aparentemente copiados de la ISS. Al mismo tiempo, se pueden ver radiadores más característicos de un reactor nuclear en el área del compartimiento del motor. Es cierto para el reactor, su tamaño se requerirá diez veces más.

Aparentemente, se supone que el compartimento habitable está alimentado por baterías y motores del reactor. Pero para la cosmonáutica real, tal división no es característica. Una fuente de energía es más racional: un reactor nuclear puede proporcionar energía tanto a los compartimentos vivos como a los motores, pero las baterías no podrán alimentar el motor, es decir. La duplicación completa para mejorar la confiabilidad no funciona. Por ejemplo, a nadie se le ocurrió poner un RTG en un satélite o un móvil, junto con paneles solares. Había una fuente de energía radioisotópica en Lunokhod, pero solo funcionaba para calentar.

Es cierto que, en el concepto del Módulo de Transporte y Energía de Roskosmos, son visibles tanto los paneles solares como un reactor, pero aquí el papel auxiliar de las baterías se nota de inmediato.



Otra característica de la nave migratoria de la película entusiasmó a los desarrolladores de la nueva nave espacial tripulada rusa PTK NP (Federación) hasta el núcleo. Su pensamiento se expresa en la pregunta: "¿Por qué hay tanto espacio?"



En el desarrollo de la nave interplanetaria rusa, están acostumbrados a usar cada centímetro cúbico de espacio libre, y aquí al menos juegan al voleibol.

Sin embargo, la ISS es más espaciosa, pero tendrá que buscar paredes desnudas allí.
El gimnasio en el barco Hermes también divirtió a los astronautas. En realidad, en órbita usan solo uno, pero un simulador de potencia multifuncional.



Atracar manualmente un buque de carga no es tan fantástico. Al menos un precedente fue cuando la tripulación del Shuttle capturó manualmente el satélite Intelsat VI.



Ahora en el segmento estadounidense de la ISS, se utiliza un manipulador para el mismo propósito. El atraque autónomo de barcos se realiza solo en el segmento ruso.

Al final de la revisión, me gustaría decir que a pesar de todas las imprecisiones, fantasías y "descubrimientos de directores" anteriores, el "marciano" es quizás la mejor ilustración del futuro previsible de la astronáutica en términos científicos y técnicos.

Source: https://habr.com/ru/post/es389495/