有一点必须说清楚:《火星救援》是一部非常棒的电影,你绝对应该去看。(或者更好的是,先读读这本书!)除了讲述一个人与自然搏斗的精彩故事外,这部作品还凝聚了作者兼电脑程序员安迪·威尔(Andy Weir)多年的研究成果,因此在很大程度上是准确的。
注意:以下内容包含轻微剧透。
尽管我们已经指出了几个吹毛求疵的小瑕疵,但这个故事有一个显而易见的科学硬伤:让宇航员马克·沃特尼(Mark Watney)受伤并被遗弃在火星上的那场沙尘暴根本不可能发生。
当“战神3号”的船员遇到时速105英里的沙尘暴时,出于担心飞船被掀翻的恐惧,他们接到命令撤离。在船员们冒着狂风艰难地走向飞行器时,一块飞来的碎片击中了沃特尼,他的船员们误以为他已经牺牲了。
火星上的沙尘暴确实可能规模巨大,能够让整个行星在白天或数周内陷入黑暗。而且它们可能相当猛烈,风速能超过每小时100英里。但在地球上,100英里每小时的风会带来完全不同的感受。
NASA太阳系探索项目的戴夫·拉维里(Dave Lavery)告诉《大众科学》:“如果我站在火星上,每小时100英里的风对我造成的影响,相当于地球上每小时11英里的风。”根据蒲福风级表,这只是一阵微风。
“所以你不会看到那种程度的破坏,也不会有大块物体在空中飞舞,导致所有这些事件发生,”拉维里说。
为什么火星上的沙尘暴威力如此之小?这都归结于大气密度。
拉维里说,火星的大气层密度只有地球的1%,“就像你站在地球10万英尺的高山上一样。”(这大约是珠穆朗玛峰高度的三倍。)
“你不会看到那种程度的破坏,也不会有大块物体在空中飞舞。”
由于大气层如此稀薄,其风的能量也少得多。能量取决于有多少空气以及它的移动速度。换句话说,动量=质量×速度。假设速度恒定,空气分子越少,质量就越低,动量也就越小。
拉维里表示,反之,“大气层越稠密,它在移动时能储存的能量就越多,因此能卷起的东西也就越多。”
这就像是20英里每小时的河流和20英里每小时的风的区别。哪个冲击力更强?是河流,因为水的密度比空气大。
由于大气层稀薄,火星上的风所携带的能量大约只有地球上的风的十分之一。
火星上微弱的重力也是其稀薄大气层的部分原因。由于重力只有地球的三分之一,这颗红色行星更难留住其空气分子。重力对气柱的拉力较弱,因此气压较低,分子分布也更分散。而且,由于缺乏强大的磁场保护,火星本已稀薄的大气层不断受到太阳辐射的轰击,这些辐射会分解空气分子,将它们吹入太空。
但别让这些细节影响你欣赏电影和/或书籍。火星有很多方式可以试图杀死我们。事实上,尽管火星沙尘暴的风可能不会导致任何濒死体验,但沙尘暴以另一种方式可能致命——通过闪电。所有这些沙粒的翻腾聚集会产生电荷,这肯定会对未来的火星居民造成麻烦。“安迪(威尔)曾说过,‘如果当时我知道这一点,我就可以让闪电使整个情节成立,’”拉维里说,并补充道:“陨石也可以。”