Нови Технологии

7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

Владимир Владков

Представете си, че сте сам и сте изоставен някъде за повече от година. А сега си представете че сте сам и сте изоставен на Марс.

Това е предисторията на „Марсианецът“, научнофантастичен бестселър, написан от бившия компютърен програмист Анди Уиър, който скоро ще бъде представен и като кинопродукция с участието на Мат Деймън. „Марсианецът“ разказва историята на астронавта от НАСА Марк Уотни, който трябва да импровизира с инструменти и технологии, които има на разположение, за да оцелее, докато космическата агенция успее да изпрати космически кораб да го спаси.

Филмът, който ще се излезе по екраните в САЩ на 2 октомври, съчетава научна фантастика с истински научни постижения за Марс, технологии, върху които НАСА работи, както и с плановете на космическата агенция да изпрати астронавти на Червената планета до 2030 г.

Джим Адамс, заместник-главен технолог на НАСА, който е чел романа, каза, че е впечатлен от начина, по който авторът представя науката и средствата за оцеляване на Марс. „Там са симулирани много от моите идеи и онова, което правим, нашите планове да изпратим хора на Марс до 2030 г.“

Според учените от НАСА, те вече са разработили много от технологиите, които се появяват във филма. Ето някои от тях:


1. Хабитатът


7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

© Владимир Владков, Computerworld.bg

Във филма астронавтът Марк Уотни живее далеч от дома си в хабитат, наричан просто Hab. Надуваемата сграда дава защита на астронавта от суровата и безмилостна марсианска среда, но също така го кара да се чувства свързан със Земята и по-малко сам. Той дори нарича съоръжението „Малък хабитат в прерията“.

Астронавтът от филма не само яде и спи в хабитата, но и го ползва, за да създаде своя собствена марсианска ферма, както и инженерна лаборатория.

„Няма как да се свържа с НАСА или с приятелите ми от екипажа, казва Уотни във филма. - Дори да можех, би отнело 4 години на друга пилотирана мисия да стигне до мен. И аз съм в хабитат, проектиран да издържи 31 дни, така че пред лицето на непреодолимите препятствия, аз имам само с една опция: да се измъкна чрез науката от тези л..на.“


Хабитатът (на НАСА)


7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

© Владимир Владков, Computerworld.bg

НАСА работи не само върху това, което ще се превърне в истинско човешко местообитание за нейните астронавти, което те да използват когато стигнат до Марс. Агенцията работи и върху това как тя да бъде построена, преди хората да стигнат до планетата.

Част от проучванията на НАСА са фокусирани върху т.нар. HERA (Human Exploration Research Analog), разположен в Космическия център „Джонсън“ на НАСА. HERA е триетажен хабитат, който дава на НАСА възможност да изследва как биха реагирали хора, които живеят в тесни пространства (по-точно 148 кубически метра) на отдалечена планета.

НАСА разработва и роботи, които да отидат на Марс преди астронавтите и да изградят хабитата и ресурсите, от които техните човешки събратя ще се нуждаят.

Според Джеф Шийхи, старши технически директор на дирекция „Космически технологии за мисията“ към НАСА, някои от роботите, използвани на Марс, ще представляват автономни машини.

„Централата. Хабитатът. Тези неща ще трябва да бъдат преместени и да бъдат пуснати в експлоатация без никакъв надзор, каза Шийхи. - Тези системи ще имат способността да се задействат сами и да откриват, когато нещо е извън нормите... и как да се справят така, че да смекчат последиците.“

Основен фокус в хабитата е отделен на материала, от който той ще бъде направен. „Това, за което си изработих визия, е къде в какви материали отиват нашите инвестиции, каза той. - Ако сте чели книгата, много неща зависят от палатката и от платовете, както и от способността му да ги закърпи. Придобих нова визия за това, което НАСА може да направи с платовете и как те да ни дадат възможност да създадем местообитания.“


1. Земеделие в Космоса (Филмът)


7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

© Владимир Владков, Computerworld.bg

В сцена от „Марсианецът“ астронавтът Марк Уотни, чиято роля се изпълнява от Мат Деймън, засажда картофи в самоподдържаща се ферма в хабитатния модул, познат като HAB. Уотни трябва да измисли начин да се спаси от глада. „Трябва да разбера как да се сдобия с храна за 4 години на планета, на която нищо не расте“, казва той.

Това е сурово предизвикателство, но за щастие изоставеният астронавт е ботаник и машинен инженер. За да оцелее, Уотни се научава да добива храна в хабитата от няколкото картофа, донесени с мисията.

Земеделие в Космоса (начинът на НАСА)


7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

© Владимир Владков, Computerworld.bg

Земеделието в Космоса вече е реалност. За да оцелеят при мисии в Далечния космос, астронавтите ще трябва да създават своя собствена храна и НАСА започна да разработва начини за отглеждане на култури в в Космоса.

В началото на август НАСА обяви, че астронавтите на борда на Международната космическа станция са събрали и са изяли реколта от червена маруля. Храната се отглежда без почва, като се използва система от червени, сини и зелени LED светлини и кореноплодни възглавници, съдържащи семена, които астронавтите продължават да поливат.

На снимката по-горе астронавтът на НАСА Кейл Линдгрен, бере марули, отгледани при растителния експеримент на борда на космическата станция.

Първите растения са пораснали в космическата станция през миналата година, но астронавтите на борда не са ги яли. Вместо това растенията са били върнати на Земята, където са проучени дали са безопасна храна.


2. Вода в Космоса

Хората, живеещи на Марс, ще трябва да създадат свой собствен водоизточник, тъй като на планетата няма езера, реки или удобни кранчета, а изпращането на вода от Земята означава 9-месечни пътешествия.

В филма „Марсианецът“ Уотни се заема с опасната задача да изгори хидразин, за да направи вода. Тъй като хидразинът е токсично и изключително нестабилно химическо съединение, учените на НАСА търсят по-безопасни начини да осигурят на астронавтите водата, която им е нужна в Космоса.

НАСА отбелязва, че на космическата станция нищо не се изхвърля. Пот, урина и вода от миенето на зъби могат да се рециклират в използваема вода. С помощта на системата Water Recovery System водата се улавя и филтрира, докато стане годна за консумация.

Според НАСА, един астронавт казал: „Вчерашното кафе се превръща в утрешното кафе.“

Джеф Шийхи добавя, че учените търсят как да могат да използват водата, която може би ще открият на Марс. „Елементите за правене на вода са на Марс, така че бихме могли да направим химическата обработка за извличане и правене на вода, каза той. - На местата, които сме изследвали на Марс, сме намерили доказателства за подпочвена вода, кристализирала в почвата ... И доказателства предполагат, че може би на полюсите ще има изобилие от ледена вода.“


7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

© Владимир Владков, Computerworld.bg

На тази екранна снимка, взета от публикация на Vine, астронавтът Рийд Уайзмън се шегува с плаваща вода и обектив тип „рибешко око“ на борда на космическата станция.


3. Какво да облечем: космически скафандър


7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

© Владимир Владков, Computerworld.bg

За да изследват повърхността на Марс, астронавтите ще трябва да имат персонални хабитати, или космически скафандри.

Във филма „Марсианецът“ Уотни трябва да оживее, докато се разхожда само по марсианската повърхност. Това означава много време извън убежището, работа по превозните средства, преместване на оборудване и грижи за хабитата. Той не би могъл да свърши нито една от тези задачи без своя скафандър. Според НАСА, неговият трябва да е гъвкав, удобен и надежден.

Скафандърът на НАСА

Учените на НАСА са разработили космически скафандри, които ще осигурят на астронавтите свобода на движенията, а в същото време ще ги предпазват от елементите, особено прах, ще ги снабдяват и с въздух. Сред тях е прототипът Z-2, който виждате на снимката.


7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

© Владимир Владков, Computerworld.bg

Инженерите на скафандъра на НАСА са изчислили компромисите между твърдите композитни материали и платовете, за да намерят правилния баланс между издръжливост и гъвкавост. Астронавтите трябва да са в състояние да ходят, да се навеждат и да вземат скални и почвени проби. Те също така ще трябва да са в състояние да извършват механична работа по роботи, всъдеходите или хабитата.

НАСА не е единствената агенция, която разработва скафандри. Учените от Масачузетския технологичен институт MIT обявиха миналата година, че работят върху лек скафандър, който ще представлява нещо като „втора кожа“. Създадена на базата на никел-титаниева сплав с памет за формата, новата технология може да бъде ползвана за скафандри, които са разтегливи и се създават по формата на тялото на астронавта. MIT разработва скафандъра, имайки предвид, разбира се, НАСА.

4. Всъдеход (във филма)


7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

© Владимир Владков, Computerworld.bg

Ако астронавтите ще прекарат година или повече на марсианската повърхност, те ще имат нужда от превозно средство – всъдеход.

Във филма „Марсианецът“ Уотни трябва да предприема все по-дълги пътувания със своя всъдеход, добавяйки дори соларни клетки и допълнителни батерии, за да изминава повече път с машината. Без надежден и здрав всъдеход Уотни не би успял да пътува достатъчно далече, за да вземе нужната му технология и евентуално да се опита да стигне до точка за добив.

Всъдеходи на НАСА

Всъдеходите винаги са били критична част от усилията на НАСА за проучване на Марс. От над 10 г. безпилотният всъдеход Opportunity на НАСА работи и се движи по планетата. Колкото и успешни да са тези всъдеходи, те не са направени за превоз на хора и осигуряване на защита от околната среда.


7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

© Владимир Владков, Computerworld.bg

Джим Адамс от НАСА каза, че инженерите работят върху начина, по който астронавтите ще ползват всъдеход. „Идеята е, че някой ден ще имаме обитаем модул на колела, казва той. - Той ще прилича на малък Winnebago, с който да се движат наоколо.“ (Вж. горната снимка).

Джеф Шийхи от НАСА добавя, че тези превозни средства ще вземат дизайна от днешните модели, но ще бъдат преработени за превоз на астронавти. „Всъдеходите с човешко присъствие на Марс ще трябва да се движат много по-бързо от сегашните марсоходи, които пълзят възможно най-бавно, каза Шийхи. - Хората ще искат да се движат много по-бързо и ще се нуждаят от радиационна защита. Те биха се нуждаели от повече енергия, за да работят по-бързо и да стартират всички тези системи - усъвършенствани акумулаторни системи.“


5. Соларни панели


7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

© Владимир Владков, Computerworld.bg

Тъй като няма електроцентрали, петролни депа и на практика няма вятър за турбини на Марс, човешки мисии до Червената планета ще зависят до голяма степен от слънчевата енергия.

Във филма космическият кораб Хермес ползва соларни панели за захранването, а Уотни ползва соларни панели, за да захрани своя хабитат и да осигури допълнителна мощност на своя всъдеход за по-дългите пътувания.“

Това не е нова идея. Днес соларни панели са разгърнати извън Международната космическа станция, генерирайки 84 киловатата до 120 киловата електроенергия, достатъчна за захранването на повече от 40 домове, според НАСА. Космическата станция ползва соларни панели от 2000 г., когато първият й екипаж остана известно време на борда й.

НАСА посочи, е Орион, космическият кораб, създаден за превозва астронавти в Дълбокия космос, ще ползва соларни панели за захранването. Те ще бъдат проектирани така, че да улавят слънчевата светлина и да съхраняват енергията от нея в литиево-йонни батерии за периодите, в които тази светлина няма да е налична.


6. Йонен двигател

Във филма колегите от екипажа на Уитни, когото мислят за мъртъв, се евакуират от планетата без него. Те се придвижват с космически кораб, ползващ йонен двигател за пътуването от Земята до  Марс и обратно. Това също не е научна фантастика.

Йонното задвижване работи, като електически зарежда газ като аргон или ксенон. Веднъж зареден, газът става йон. След това към йоните се прилага напрежение, което ги изстрелва от двигателя с висока скорост, „бутайки“ космическия кораб в обратна посока.

Йонното задвижване има 10 пъти по-голяма ефективност от конвенционалното ракетно гориво. То обаче не разполага с неговата огромна мощ и първоначална скорост. Предимствата на йонните системи са, че те не се нуждаят от големи количества гориво за разлика от традиционните системи.


7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

© Владимир Владков, Computerworld.bg

Йонното задвижване е технология за космически кораб, който пътува на големи разстояние. Космическият кораб „Зора“ на НАСА (рисунка е показана по-горе), който стана първият космически кораб в орбита около планета джудже, използва йонен двигател за изминаването на 3,1 милиарда мили.

„Трябва да закараме тонове на Марс. Трябва да приземим на Марс нещо с размера на двуетажна къща, обитаема система и система за поддръжка на живота. А кабината за екипажа трябва да е много широка, ако 3 човека трябва да живеят година на Марс“, обяснява Джеф Шийли.

„С йонния двигател можете да идете много далеч с много малко, добавя той. - Това са т.нар. системи с непрекъсната тяга. Те могат да летят с години. За много дълъг период можете да поддържате вашата скорост на ниво, което е непосилно за химическа система. Това е много ефикасен начин да преместване на големи товари.“


Любимият ми марсианец

И накрая, нека добавим един забавен елемент. Един от най-обичаните „извънземни“ - Рей Уолтсън, познат като Чичо Марти от ТВ сериала от 1963 „My Favorite Martian. Кой знае, може Мат Деймън да го срещне някъде там.


7 технологии на НАСА във филма „Марсианецът“

© Владимир Владков, Computerworld.bg





© Ай Си Ти Медиа ЕООД 1997-2019 съгласно Общи условия за ползване

X