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火星农场主马克是怎么活下来的?

  火星第一农场主马克是怎么活下来的?火星农场主马克
  《火星救援》在大陆上映的那天凌晨,小编就去凑了个热闹。
  这部片子最大亮点是肆意挥发,碾压学渣的科学性,其中穿插的航天科技、数学、植物学、动力学、化学、物理、医学等众多学科的知识,还真是给当年读书时常听的那句“学好数理化,走遍天下都不怕”做了一次背书,而且这次更是牛到“学好数理化、留到火星都不怕”。
  如果你认为这是一部枯燥的科学电影,那你就错了。在火星极端困苦的条件下,观众看到的不是一位愁眉苦脸的宇航员,而是一位保持乐观、积极拯救自己的科学斗士。在电影中马克全程开启逗比傲娇的话唠本性,一个一个的抖笑点包袱,用土豆殖民火星,成为太空第一海盗,最后还开着敞篷飞船飞上太空。
  当然,电影中最精彩的还应该是马克在火星上种植土豆的部分。
  小编也是非常好奇这神奇的土豆君,究竟怎么能在如此恶劣的火星环境中生长出来?
  火星第一农场主马克在火星上到底是怎么活下来的?
  1 土豆种茎
  在原小说中,火星任务携带的种子,本来都是些杂草,毕竟植物学家马克携带这些种子的主要目的只是为了验证火星土壤与地球植物的匹配程度,完全用不着考虑能不能吃这件事儿。
  但是,NASA开眼,他们居然打包了几个土豆!本来这纯粹是让船员感恩节加餐的,但是为了培养船员感情,装的居然是活的生土豆,准备让大家围桌坐削个皮啥的。
  还好这个小小的surprice救了马克的命(看看马克惊喜的小眼神)。
  土豆是个好东西,营养均衡,周期快,从芽开始算起15天成苗、用20天长匍匐茎、用30天成块,基本两个多月就能收。而且它也容易种容易收,只要切成块,埋到土里就能长。
  唯一的要求是每个切块上必须要有芽眼,这一点马克很谨慎,每块留了俩。
  但是理论上,4年前从地球上出发的土豆放到这个时候,可能还真是影片中的一个BUG。以目前的技术,即使借助真空保存,也只能最多保存7个月,土豆控制不住就会发芽。这也是目前土豆主粮化的一个难题。
  2 肥料
  NASA的火星探索证明:火星土壤除了缺乏氮元素,其他成分与地球土壤很相似。
  电影中马克将火星上的土壤搬进“蒙古包”(栖息舱),在舱内铺好。
  从“蒙古包”外捡回大家真空包装冷冻干燥的粪便,剪开袋子,吐槽队友约翰森的食物结构,因为真空冷冻的粪便中的细菌已经死亡,马克只能将自己的新鲜便便与捡回来的加水搅匀。
  其实在小说中有一个细节,马克是植物学家,因此携带了少量的地球土壤,里边包含了几十种植物生长所需要的细菌(预防水土不服,带点家乡土是多么重要啊)。马克将贫瘠的火星土壤与少量的地球土壤混合,在从搅拌过得粪便中挖出一坨,把土豆摁到上面。
  看到这里老农民可能已经笑得在地上打滚了。俗话说得好,种地不上粪,等于瞎胡混,可是哪有你这么上粪的?生粪会把庄稼烧死呀!施用未经充分腐熟的粪肥,其后续发酵过程中产生的热量会对作物生长产生不利影响。植物学家马克,最起码得让NASA提前准备好一个能快速腐熟粪便的设备啊。
  不过在当时的环境下,除了这样好像也没有更好的方法,只有源源不断的产生肥料才能帮助马克活下来啊。所以小说中有这么一句话:
  “在努力让我活下去这件大事上,我的屁眼和我的大脑所作的贡献不相上下”。
  3 水分
  然后最重要的是水,土豆是需水较多的作物,水是土豆进行光合作用,制造有机营养的主要原料之一。
  为了采集水,马克从火星登陆舱的火箭燃料(联氨)中分解出氢气,再混上氧气,然后他就把队员遗留下来的一个木质挂件削出很多木屑,弄出了火,点燃了混合气。而为了防止爆炸,他必须算好氢气的产生速率,配合着释放出对应的氧气量。
  经过一次实验失败爆炸后,马克终于得到了水,土豆也得以生长发芽。
  其实,在前一段时间,“好奇号”已经在火星上逮着了液态水,不过是在火星上比较温暖的中低纬度区域,电影中马克被扔到到北纬50度左右的区域,那里又干又冷。
  NASA表示,好奇号发现火星土的水分含量“高达”2%,但这些水大多是以化学和物理的形式紧密结合在固体物质中。好奇号逮着了的那点液态水也是经过835度高温加热才烤出来的,当然烤火星土哪有点火箭燃料来的炫酷啊。
  4 土层
  在国际空间站上,宇航员已近开始种植蔬菜了,不过在太空环境下需要面临比地面大得多的辐射和微重力环境,可能会造成蔬菜的变异,人体能否食用还得等待地面上的科研机构的研究。
  真实的太空实验往往选择无土栽培,当然如果这样电影中挖土、拌粪、整地等的情节都无从谈起了,编剧为了让电影更加丰满,让马克选择了“传统种植”,但这样也有一个问题。
  影片和小说都交代了土壤的厚度:10厘米。穿宇航服在火星表面挖土很辛苦,所以不该苛求,但这也未免太薄了……一般人伸开拇指和食指,指尖距离就远不止这个数了!标准的土豆种植,至少要深翻20厘米,最好30厘米,这样才能给土豆留足空间。所以按照马克在“蒙古包”里的条件,土豆种下不久,就会纷纷出土接受光照,积聚龙葵素。
  所以说马克的土豆还是得少吃。
  其实我们在地球上食用的土豆会有可能含有低浓度的龙葵素,寻常出现的龙葵素中毒都是因为吃了发芽部位的土豆,所以以后还是要避免吃发芽的土豆,如果真的不忍心浪费,还是要把发芽部位切除掉好些。
  5 光照
  马克在火星上自救的故事其实反映了宇航员生命维持系统的核心思想——循环利用一切可循环的东西。
  在马克的计算中,他活到救援到来所需的物质是足够的,唯一欠缺的是能量。人毕竟不能靠晒太阳喝西北风活着。土豆其实就是把太阳能转化为他能利用的化学能的反应器,这个反应就是光合作用。
  火星上的阳光强度只有地球上的三分之一到一半,能够维持植物生长,但显然无法满足土豆丰产的需求,而且土豆也没法种在室外。所以马克用太阳能电池板先把太阳能转化为电能,再用电灯把电能转化为光能。
  土豆丰产需要大量的光照,如果光照不足,会导致茎叶徒长、块茎发育不良。但是以“蒙古包”里面的光照强度,马克还是别折腾了吧。

责任编辑:都市农夫

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