Análise do "Marciano": técnica

Continuamos a revisão do realista e do fantástico no filme de Ridley Scott Hollywood "The Martian". Ontem, conversamos sobre Marte, ficção e real, ciência e política, e hoje consideraremos o lado técnico da questão. Este é o tópico mais fértil para comentários, buscando erros e imprecisões, pois foi a técnica que foi o principal fetiche de Andy Weyer - o autor do livro.

Sobre traje espacial "marciana" dissemos.

Algumas palavras ainda precisam ser ditas sobre suas casas. Eles se relacionam com a espaçonave.



Há uma idéia de que uma radiação terrível reina em Marte, e se as pessoas se encontrarem lá, elas precisarão cavar imediatamente no chão. Essa visão é baseada no fato de que a atmosfera de Marte é rarefeita e permite que muita radiação cósmica passe.

No entanto, estudos da mesma curiosidade mostramque no espaço interplanetário, a radiação não é tão alta que prejudique significativamente a tripulação da espaçonave. Segundo ele, durante o vôo Terra-Marte-Terra, em um navio do tipo moderno, o risco de oncologia aumentará em 5% devido à dose acumulada de radiação em humanos. De acordo com os padrões da NASA, um astronauta é agora eliminado se ganhar 3% durante seu trabalho. Se você aumentar a espessura das laterais por milímetro de alumínio no navio, coloque o suprimento de combustível e água entre a carcaça e os compartimentos vivos e use outros meios de proteção bastante simples, então você pode voar.

Em Marte, a atmosfera reduz o fundo radioativo aproximadamente duas vezes menor que o fundo dentro da espaçonave interplanetária do tipo moderno. Portanto, para uma expedição de dois meses, como o Ares-3, a construção de estruturas residenciais infláveis ​​leves com revestimento multicamada de camadas metalizadas é justificada. Esse módulo inflável é agora fabricado pela Bigelow Aerospace, por ordem da NASA para a ISS.



Há outra controvérsia em torno da casa inflável de Mark Watney - sob pressão de trabalho. Ele primeiro menciona que existe uma atmosfera oxigenada. Isso só é permitido se uma baixa pressão de 30-50% da pressão da Terra for mantida em casa, a fim de economizar na massa de gases que preenchem o ambiente interno. Diante disso, é improvável que um avanço na semi-atmosfera leve a uma explosão tão catastrófica que destruiu a base marciana.



O reparo do traje espacial e do estojo com fita adesiva é, a propósito, um dos detalhes mais convincentes. A fita de prata é usada ativamente em órbita, e ferramentas mais primitivas podem ser adequadas para reparar a tecnologia espacial.



Um erro grosseiro do filme no momento em que o vento marciano "brinca" com um adesivo plástico. Mesmo se assumirmos que esse reparo permitirá estanqueidade completa, o filme quebrará apenas se a pressão for equilibrada na rua e em ambientes fechados. Na realidade, o adesivo se enrolaria com uma bolha imóvel.



Muitas suposições artísticas feitas pelo autor em questões de comunicação. De acordo com o enredo, o vento impedia a antena parabólica direcional através da qual a comunicação com a Terra era realizada, e nas primeiras semanas ninguém sabia simplesmente sobre a salvação de Marcos, porque ele não pôde transmitir o sinal.

A inconsistência aqui é que a NASA cinematográfica se baseou em um único modo de comunicação. Na realidade, mesmo o velho rover Opportunity possui três antenas de rádio, duas das quais se comunicam com satélites voando todos os dias, e a terceira (na forma de uma raquete de tênis) envia telemetria diretamente para a Terra. Detalhes da conexão de Marte com a Terra podem ser encontrados aqui .



É engraçado que, por uma questão de persuasão técnica, os cineastas colocaram no teto do veículo espacial de Marte uma cópia exata do conjunto de antenas de fases estreitas de comunicação direta com o veículo terrestre da Curiosidade.



I.e. se Mark o tivesse usado, não haveria necessidade de dirigir mil quilômetros até o Mars Pathfinder.



O esquecimento do herói de um livro e de um filme sobre satélites voadores acima de sua cabeça também é uma omissão. Mesmo que ele não pudesse montar um simples transmissor de rádio para se comunicar com os satélites, nada o impediria de pisar "Estou bem" perto da base, ou de qualquer outra coisa, dado seu senso de humor.



As imagens ópticas dos satélites, a propósito, são mostradas no filme de maneira bastante convincente. Não há mitos sobre a leitura de jornais na superfície do planeta. A resolução das imagens mostradas no filme corresponde aproximadamente aos quadros do satélite MRO atual e de sua câmera HiRise . Embora eu pense que, se a NASA decidir enviar pessoas para Marte, será necessário um dispositivo mais poderoso para aumentar os detalhes das imagens.



Mas o trabalho do operador de satélite no mesmo MCC de Houston, do qual a missão tripulada é controlada, é um conto de fadas, além disso, mostrado apenas no filme. O livro fala sobre outro departamento. Na realidade, o trabalho do MRO é controlado pelo Arizona Institute, que administra o programa de ciência HiRise, e é controlado por um satélite do JPL MCC em Pasadena, Califórnia.

Vamos voltar ao veículo espacial marciano.

No momento, todos os veículos com rodas que estavam na Lua e em Marte tinham rodas de esqueleto duras. Quão apropriado é o uso de balões infláveis ​​em Marte ainda é uma questão em aberto. É claro que os rovers robóticos da Mars não são capazes de ajustar os pneus para bombear um pneu furado, então não há outra maneira, mas a estrutura rígida nem sempre se justifica.



Por outro lado, o alumínio é muito mais resistente a temperaturas extremas diárias, ao vácuo e ao ultravioleta solar. Mesmo se assumirmos que uma variante de borracha marciana será desenvolvida, é mais provável que as rodas não tenham um inflável, mas uma estrutura de estrutura que não tenha medo de perfurações e vazamentos de gás.



O compartimento habitável de futuros veículos tripulados provavelmente será diferente do mostrado no filme. No Marciano, o rover de Marte é um utilitário esportivo. Na realidade, uma casa móvel ou laboratório seria mais justificada em Marte. Menos adaptado a ataques fora de estrada e mais - a movimentos vagarosamente cuidadosos de uma área investigada para outra.





Uma "casa sobre rodas" seria mais adequada para aquecimento usando um RTG. O pequeno volume do rover de cinema transformou-se instantaneamente em uma sauna quando o dispositivo foi trazido, porque a temperatura nas lâminas do radiador atinge 200 graus Celsius.



Ainda havia perguntas sobre a radiação do RTG: quanto tempo um astronauta sentado em um assento adjacente poderia se esticar? Em princípio, o gerador no Plutonium-238 não deve estar muito alto . Pelo menos as pessoas trabalham com eles sem vestidos de chumbo.



Para proteger a radiação de nêutrons e gama, chumbo de 2,5 mm é suficiente, geralmente apenas a caixa RTG é suficiente e, no filme, Mark o envolveu em um isolamento térmico a vácuo de tela de várias camadas (isso levaria ao superaquecimento do gerador, mas agora estamos discutindo a questão radiação). Em resumo, teoricamente, realmente, mas a dose acumulada ainda aumentaria.

O recurso motor de vagabundos de centenas de quilômetros sem manutenção e serviço está exclusivamente na consciência do autor. Na realidade, os robôs rover mal superaram a marca de 55 km em 12 anos. Por outro lado, os astronautas da Apollo 17 dispararam 35 km em dois dias, para que pudessem ser ...

Vamos terminar a revisão do rover de Marte com um detalhe divertido. Se você olhar atentamente para as rodas, verá que o design deles é emprestado de veículos reais.



Ao mesmo tempo, na realidade, essas placas espirais nas rodas Spirit e Opportunity têm um significado prático - elas agem como molas. Para os "marcianos", esses são simplesmente discos da moda.



A sonda de 1997, Mars Pathfinder, era uma verdadeira estrela de cinema - ele conseguiu estrelar dois filmes, mas, como Sean Bean, ele teve que morrer nos dois casos - para fornecer detalhes para fornecer comunicação às pessoas perdidas.

É verdade que no Planeta Vermelho sua localização foi reconstruída com muito mais detalhes.



No "marciano", vemos um terreno completamente diferente, muito mais adequado para superar veículos com rodas.



Obviamente, não sabemos como será o terreno em 30 anos, talvez uma mudança climática desconhecida cause bloqueios de areia. Mas 10 anos após o plantio, essa planície rochosa não mudou muito sua aparência.



Obviamente, a espaçonave de 1996 não possui conectores tecnológicos compatíveis com as interfaces dos anos 2040.



Um erro muito vergonhoso foi cometido pelos cineastas quando eles decidiram enviar ajuda humanitária a Marte. Os autores, de alguma forma, não pensavam que um navio de carga adaptado para atracar na órbita baixa da Terra e uma cápsula para pouso suave em Marte seriam diferentes.



Portanto, quando o filme mostra um momento dramático da destruição de um foguete sobre o Cabo Canaveral, não se preocupe. Mesmo que o foguete lidasse com a tarefa, essa cápsula entraria em colapso no céu de Marte, porque é completamente inadequado para aterrissagem. Na melhor das hipóteses, Mark Watney teria que coletar potes de carne enlatada ao longo do deserto marciano com uma área de centenas de quilômetros quadrados.

Na realidade, uma sonda de resgate com comida seria mais ou menos assim:



embora o módulo orbital no filme seja bastante autêntico e se assemelhe a Cygnus da Orbital Science.



Se falamos do foguete de decolagem marciano, é mais ou menos convincente. Provavelmente o foguete estará em hidrazina ou combustível sólido, porque Eles são mais adequados para armazenamento a longo prazo. Expresso anteriormentea idéia de produzir combustível no local: teoricamente, o oxigênio e o metano podem ser obtidos da atmosfera marciana, mas seu acúmulo e armazenamento em um estado liquefeito serão tarefas muito complexas e com uso intenso de energia, impossíveis por meios automatizados.

Mas o navio, no qual as pessoas se levantam de Marte, é de algum modo estranho. Por alguma razão, eles o deixaram sem graça. Essa forma seria mais adequada para o pouso e não para a decolagem - para diminuir a velocidade na atmosfera superior. Então o escudo blindado seria útil, apenas na parte inferior, e não no nariz. Mesmo nos mísseis terrestres, são usadas carenagens bastante leves, de modo que não há sentido prático em soldar uma escotilha de esgoto na proa de um navio marciano. Se apenas para lastro.



É difícil dizer sobre o voo "em um conversível". Por um lado, a densidade da atmosfera marciana na superfície já é tão alta quanto 35 km acima da Terra, portanto a atmosfera não é um obstáculo sério. Por outro lado, ao partir da Terra, as carenagens de foguetes são disparadas a uma altitude de 80 a 100 km, ou seja, em algum lugar equivalente às alturas de 50 a 70 km de Marte. Portanto, a ideia de voar com uma janela aberta é muito arriscada.

Da mesma forma, é improvável que um foguete, cuja principal tarefa seja empurrar a tripulação para a órbita, tenha um conjunto de trajes espaciais para entrar no espaço sideral.



Agora, os trajes espaciais para voar em um navio são muito diferentes daqueles em que vão para o espaço sideral.



A tarefa dos trajes espaciais "internos" é garantir a sobrevivência do piloto por vários minutos em caso de despressurização do navio. Os trajes espaciais para atividades extra-naves são mais pesados ​​e difíceis várias vezes - são naves espaciais praticamente autônomas para trabalhar por horas.

Em expedições de longa distância, o uso de um traje espacial dois em um também é possível para economizar peso e espaço. Tais estavam nas tripulações lunares. A diferença entre a “sala” e a “rua” estava apenas no “chapéu” e nas “galochas” que eram usadas antes de ir para a superfície.



Os trajes espaciais do "marciano" contradizem ambos os lógicos. Era mais fácil para Mark voar da mesma forma que em Marte, como sua tripulação, de fato.



Mas o método do Homem de Ferro não funcionaria, com a liberação de gases do volume interno do traje espacial. Essa é uma profanação, que o diretor apresentou para aumentar o drama do momento. No livro, Mark Watney ouviu o comandante e abandonou a idéia de se transformar em um engraçado foguete incontrolável.

E, finalmente, examinaremos o navio migratório.



O conceito, descrito no livro e mostrado no filme, é geralmente o mais ideal e, provavelmente, algo semelhante voará para Marte. Uma nave interplanetária parecerá realmente uma estação espacial e, de fato, o uso de íons de foguete elétrico ou motores a plasma é mais justificado, embora provavelmente haja VASIMR ou análogos. Somente o uso de um compartimento rotativo é improvável.

O que parece estranho no filme é a fonte de energia do navio. A atenção do espectador é atraída por grandes painéis solares, aparentemente copiados da ISS. Ao mesmo tempo, radiadores mais característicos de um reator nuclear podem ser vistos na área do compartimento do motor. Verdadeiro para o reator, seu tamanho será exigido dez vezes mais.

Aparentemente, supõe-se que o compartimento de energia seja alimentado por baterias e motores do reator. Mas, para a cosmonáutica real, essa divisão não é característica. Uma fonte de energia é mais racional: um reator nuclear é capaz de fornecer energia aos compartimentos vivos e aos motores, mas as baterias não serão capazes de alimentar o motor, ou seja, duplicação total para melhorar a confiabilidade não funciona. Por exemplo, nunca ocorreu a ninguém colocar um RTG em um satélite ou rover, juntamente com painéis solares. Havia uma fonte de energia radioisótopa em Lunokhod, mas funcionava apenas para aquecimento.

É verdade que, no conceito do Módulo de Transporte e Energia da Roskosmos, os painéis solares e um reator são visíveis, mas aqui o papel auxiliar das baterias é imediatamente perceptível.



Outra característica do navio migratório do filme empolgou os desenvolvedores da nova espaçonave tripulada russa PTK NP (Federação). O pensamento deles é expresso pela pergunta: "Por que há tanto espaço?"



No desenvolvimento da nave interplanetária russa, eles estão acostumados a usar cada centímetro cúbico de espaço livre e aqui, pelo menos, jogam vôlei.

No entanto, a ISS é mais espaçosa, mas você terá que procurar paredes nuas lá.
A academia no navio Hermes também divertiu os astronautas. Na realidade, em órbita, eles usam apenas um, mas um simulador de energia multifuncional.



A atracação manual de um navio de carga não é tão fantástica. Pelo menos um precedente foi quando a equipe do Shuttle capturou manualmente o satélite Intelsat VI.



Agora, no segmento americano da ISS, um manipulador é usado para a mesma finalidade. A atracagem autônoma de navios é apenas no segmento russo.

No final da revisão, gostaria de dizer que, apesar de todas as imprecisões, fantasias e "descobertas diretoriais acima, o" Marciano "é talvez a melhor ilustração do futuro previsível da astronáutica em termos científicos e técnicos.

Source: https://habr.com/ru/post/pt389495/