Кинофантастика

 На картошке и воде 
Чтобы дожить до прилета спасательной миссии, Уотни должен обеспечить себя пропитанием на месте. Ботаник по образованию, он первым делом добывает со станции человеческие экскременты, чтобы обогатить марсианскую почву.
Как будто разумно, но вспомним, что миссия НАСА «Феникс» выяснила в 2008 году, что в почве Марса много перхлората. На Земле перхлорат аммония применяется как окислитель в боеприпасах для огнестрельного оружия, как твердое ракетное топливо, а также для производства газа — наполнителя автомобильных мешков безопасности. Ясно, что это соединение трудно назвать приятным… Перхлоратами богата почва Долины Смерти и пустыни Атакама, самой бесплодной на всей планете; свойства обоих мест схожи со свойствами марсианской поверхности. Проблема с высококорродирующим перхлоратным ионом состоит в том, что он легко разлагает углеродные элементы. Из-за этого марсианское земледелие весьма проблематично…
Чтобы выращивать картофель, Уотни также нужна вода. Добыть ее легко: достаточно сжигать водород в двуокиси кислорода воздуха и конденсировать выделяющийся при этом пар. При этом требуется соблюдать осторожность: реакция сопровождается большим выделением тепла. Пожар дирижабля-гиганта «Гинденбург» в 1937 году — самое крупное и трагическое последствие огромного выделения энергии при разложении молекулярного водорода.
При получении воды Уотни сталкивается с проблемой источника водорода: в атмосфере Марса его нет. В фильме герой получает ее из гидразина — топлива для двигателей со слабой тягой, обеспечивающих маневрирование спутников и космических зондов на орбите[49]. Гидразин может использоваться самостоятельно, так как в присутствии катализатора спонтанно распадается на азот и водород. Эта реакция обладает сильной экзотермичностью и происходит за несколько миллисекунд, что и обеспечивает точность движений зонда. На Марсе Уотни прибегает к этой каталитической реакции для получения водорода, сжигание которого вместе с кислородом из жилого отсека и обеспечивает ему воду.
Кстати, расходование своего запаса кислорода — неудачная идея: так и задохнуться недолго. Разве что располагать постоянным источником его поступления… В проектах марсианских миссий предусматривается добыча кислорода путем электролиза воды, получаемой посредством вышеупомянутой реакции Сабатье[50]. Поэтому Уотни было бы проще брать воду из запасов и добывать из нее кислород электролизом. Другое решение — растапливать лед при помощи удачно оказавшегося в его распоряжении маленького ядерного реактора (см. примечание о радиоизотопном генераторе). В связи с этим возникает трудность: где брать лед? Поскольку база расположена вблизи экватора, Уотни пришлось бы добраться до 25-й широты и там искать лед на обращенных к полюсу склонах, под слоем марсианского песка толщиной в несколько сантиметров.
Отметим, наконец, что даже при наличии воды для полива длительное питание одной картошкой рано или поздно привело бы к нехватке жиров и к витаминному голоданию — что, конечно, все-таки лучше, чем просто лечь и умереть.
 Радиация 
Кроме трудностей с марсианским овощеводством, создатели фильма упустили из виду тот факт, что поверхность Красной планеты никак не защищена от космической радиации — рентгеновских лучей и высокоэнергетических частиц, испускаемых в основном Солнцем при возмущениях на нем.
На Земле радиацию гасит толстый атмосферный щит. Важную роль играет также магнитное поле, притягивающее заряженные частицы солнечного ветра к магнитным полюсам. Марс, увы, слишком мал, чтобы удержать атмосферу, а его магнитное поле близко к нулю. Защиту, аналогичную земной, на Марсе обеспечил бы и двухметровый слой камней… Да и во время полета на Красную планету этой защиты тоже нет. Проведя 5000 солов[51] на Марсе почти без защиты, Уотни получил бы летальную дозу облучения. Так что проблема его выживания далеко не сводится к решению вопроса питания…
  
 На закате 
На Марсе, как известно, преобладает красный цвет. Но так ли это на самом деле? Нет. В отличие от заката в фильме, марсианский закат… голубой[52]. Почему?
Для начала разберемся, что происходит на Земле, где цвет неба — результат рассеяния в атмосфере солнечного света. Небо голубое, потому что диффузия этого цвета молекулами атмосферы гораздо больше, чем красного. Когда Солнце расположено близко к горизонту, его свет преодолевает гораздо более толстый атмосферный слой и значительная его часть рассеивается вне зрительной оси. В результате усиленного рассеивания синего цвета бедный им пучок света получается краснее, чем был первоначально. Солнце кажется красно-оранжевым.
Марсианская атмосфера сильно уступает по плотности земной и имеет другой состав. Рассеивание солнечного света в ней происходит из-за взвеси мельчайших пылинок, а они гораздо больше молекул атмосферы. Механизмы диффузии и абсорбции света этими аэрозолями, сильно зависящие от их размера и состава, отличаются от земных. Отсюда густая синева марсианского заката.
 Так полетим ли мы когда-нибудь на Марс? 
При всех своих несовершенствах «Марсианин» позволяет как минимум поставить вопрос о полетах людей на Красную планету. Исследование Марса как попытка выяснить, мог ли там происходить процесс пребиотической эволюции и зарождалась ли там в прошлом жизнь, — величайший научный соблазн. Но в отправке туда людей нет никакой срочности: много чего еще могут сделать роботы. Кроме всего прочего, будет очень трудно — а значит, дорого — опустить на поверхность Марса тяжелые грузы, необходимые для сооружения даже скромной базы. В его разреженной атмосфере затруднительно добиться правильного торможения парашютом, но она слишком плотна для того, чтобы тормозить в ней до самой поверхности при помощи простых ракетных замедлителей, как на Луне.
Гораздо перспективнее было бы отправить людей на марсианскую орбиту. Это дало бы экономию на поверхностной инфраструктуре и позволило бы управлять в реальном времени спущенными туда совершенными роботами (на прохождение радиосигнала от Земли до Марса требуется 5-22 минуты). Не будем забывать, что астронавты могли бы без труда высадиться на спутниках Марса, Фобосе или Деймосе, доступных благодаря слабой гравитации.
Наконец, «Марсианин» показывает, что пилотируемые полеты на Луну и на орбитальные станции стали реальностью только благодаря воле политической власти. Гигантские затраты нельзя оправдать никакими другими причинами, в том числе стремлением к научному исследованию Марса.
Что почитать и посмотреть
• Конференция Р. Леука на Utopiales в 2016 г.:  https://www.youtube.com/watch?v=OQ7Hy-ALMP4.
• Ehlers К., Chakrabarty R„Moosmuller H. Blue moons and Martian sunsets («Синие луны и марсианские восходы») // Applied Optics, 2014. 53 (9). P. 1808–1819.
 Глава 6. 
 Жизнь на ледяных планетах? 
Хот в «Звездных войнах», Дельта Вега в «Звездном пути», E.D.N. III в игре «Потерянная планета»… Все эти разные и загадочные названия планет объединяет одно: температуры на их поверхности такие низкие, что вода там постоянно находится в твердом состоянии. В научной фантастике масса удивительных ледяных планет, порой населенных поразительными существами.
Неподалеку от Земли, вокруг планет Солнечной системы, вращаются реальные ледяные тела. Маленький спутник Сатурна Энцелад с температурой на поверхности минус 190 °C полностью покрыт льдом. Такова же и Европа — естественный спутник Юпитера с температурой на поверхности минус 150 °C и с ледяной коркой толщиной 90 км. На эти ледяные тела еще не садился ни один рукотворный зонд. Это не мешает кинематографистам воображать их населенными; так, в «Европе» режиссера-эквадорца Себастьяна Кордеро (2013) астронавты, обследующие Европу, делают страшное открытие. Фильм, конечно, вымысел, но, как мы увидим, внеземная жизнь, если она вообще существует, может оказаться гораздо ближе к нам, чем мы воображаем… Так что натягивайте скафандры с подогревом — и вперед, навстречу приключениям!