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火星救援

摘要

《火星救援》讲述了美国宇航员马克·沃特尼在一次“阿瑞斯3号”火星任务中,遭遇特大沙尘暴,被队友误判死亡并独自遗留在火星上的故事。凭借其植物学家和机械工程师的专业知识,以及永不放弃的乐观精神,沃特尼开始了一场史诗般的生存挑战。

他首先修复了栖息舱,解决了氧气和水源问题(通过分解联氨制造水),并创造性地在火星土壤中种植土豆以解决食物危机。在最初与地球完全失联的情况下,他依靠日志记录自己的求生过程,并努力寻找与NASA恢复联系的方法。最终,他成功找到了“探路者号”探测器并重新建立了通讯。

NASA在得知沃特尼生还后,举全球之力展开救援行动。工程师们夜以继日地制定救援方案,包括发射补给舱以及让“赫尔墨斯号”飞船的船员们延长任务、利用地球和火星的引力弹弓效应返回火星救援。与此同时,中国国家航天局也伸出援手,提供了强大的“太阳神”助推器。

沃特尼则需要驾驶改装后的火星车,进行一次长达数千公里的艰难跋涉,从“阿瑞斯3号”的着陆点前往“阿瑞斯4号”的预定着陆点,那里有准备好返航的火星上升载具(MAV)。在克服了栖息舱爆炸、食物短缺、漫长旅途的孤独与危险等重重困难后,沃特尼最终与执行救援任务的“赫尔墨斯号”船员汇合,成功返回地球。小说展现了人类在绝境中的智慧、勇气、毅力和国际合作精神。

内容精简

第一部分:孤独的幸存者

故事始于“阿瑞斯3号”任务的第18个火星日。一场突如其来的强烈沙尘暴迫使宇航员们紧急撤离火星。在撤离过程中,植物学家兼机械工程师马克·沃特尼被一根折断的天线击中,生命体征监测系统损坏,队友们在能见度极低的情况下,基于他失联且维生系统失效的判断,认为他已经牺牲,被迫中止搜救,搭乘火星上升载具(MAV)离开火星,与母船“赫尔墨斯号”会合返航。

沃特尼醒来后,发现自己腹部受伤,氧气含量极低。他挣扎着回到尚能运作的栖息舱(Hab),进行了简单的自我救治。他很快意识到自己被独自留在了火星上,而下一次火星任务“阿瑞斯4号”将在四年后抵达数千公里外的另一个地点。栖息舱内的食物储备远不足以支撑他活那么久。

沃特尼没有绝望,他开始盘点资源:栖息舱功能基本完好,有太阳能电池板和氧合机,两辆火星车,以及其他宇航员留下的个人物品,包括土壤样本和少量马铃薯。作为植物学家,他萌生了在火星上种植马铃薯的想法。面临的最大挑战是水源和肥料。他利用航天知识,冒险将MAV剩余燃料联氨(N₂H₄)通过铱催化剂分解,产生氢气,再将氢气与栖息舱内的氧气缓慢燃烧生成水。肥料则来源于他和队友们的排泄物,经过处理后与火星土壤混合。

他成功地在栖息舱内开辟了一小块“农田”,种下了马铃薯。同时,他开始记录视频日志,详细描述自己的求生计划、遇到的问题和解决方案,这些日志也成为小说展现他内心活动和科学推理的重要方式。

第二部分:与地球的联系与希望

在解决了初步的食物和水问题后,沃特尼面临的下一个巨大挑战是如何与地球取得联系。他知道NASA一定认为他死了。他计算出,唯一可能恢复通讯的方式是找到1997年发射的“火星探路者号”探测器及其“索杰纳”火星车。他通过查阅资料确定了“探路者号”的大致位置,然后改装了一辆火星车,带上额外的电池和生命维持系统,踏上了寻找“探路者号”的艰难旅程。

与此同时,在地球上,NASA的卫星照片分析员敏迪·帕克在例行检查“阿瑞斯3号”任务区域时,意外发现了一些变化——太阳能板被清洁过,火星车被移动过。这一发现震惊了NASA高层。经过进一步确认,他们得出了一个难以置信的结论:马克·沃特尼还活着!

消息传出,全球轰动。NASA立即成立了专门团队,夜以继日地思考如何拯救沃特尼。而“赫尔墨斯号”的指挥官梅丽莎·刘易斯和其他船员在得知沃特尼生还的消息后,内心充满了愧疚与自责,但也为他的坚韧而感到骄傲。

沃特尼历经艰辛,成功找到了“探路者号”。他修复了探测器,利用其摄像头和可活动的平台,与地球建立了初步的、非常原始的联系——通过举起写有字母的纸牌。NASA的工程师们随后指导他如何修改“探路者号”的系统,使其能够与地球进行文本信息交换。通讯的恢复是巨大的转折点,沃特尼不再是孤军奋战。

第三部分:救援计划与重重危机

NASA最初的救援计划是发射一颗无人补给探测器“虹膜号”,为沃特尼送去足够的食物,让他能撑到“阿瑞斯4号”抵达。然而,由于时间紧迫,部分安全检查被省略,导致探测器在发射过程中发生故障,空中解体,救援努力遭受重创。

就在NASA一筹莫展之际,喷气推进实验室(JPL)的年轻天体动力学家瑞奇·珀内尔提出了一个大胆的“珀内尔机动”方案:让“赫尔墨斯号”飞船不再按原计划返回地球,而是利用地球引力弹弓效应,加上一颗由中国国家航天局提供的“太阳神”助推器(原计划用于发射中国自己的探测器,中方在得知沃特尼的困境和NASA的失败后,慷慨地提供了帮助)进行加速,掉头返回火星,接上沃特尼后再一起返回地球。这个方案风险极高,会使“赫尔墨斯号”船员的任务时间延长500多天,并且对飞船的补给和性能都是巨大考验。

NASA局长泰迪·桑德斯最初否决了这个方案,认为风险太大,不愿再搭上五名宇航员的生命。但“赫尔墨斯号”的船员们在得知这个方案后,通过秘密通讯,由飞行主管米奇·亨德森协助,进行了一次事实上的“哗变”,强行执行了“珀内尔机动”,掉头返回火星。

在地球积极筹备救援的同时,沃特尼在火星上的生活也并非一帆风顺。他辛苦种植的马铃薯因为一次意外——栖息舱的气闸舱帆布破裂导致舱内迅速失压、结冰——几乎全毁,使他再次面临严重的食物危机。他不得不严格配给食物,并开始对第二辆火星车进行大规模改装,准备进行一次长达3200公里的远征,前往“阿瑞斯4号”任务的预定着陆点斯基亚帕雷利撞击坑,那里停放着为“阿瑞斯4号”宇航员准备的MAV,他需要利用那个MAV升空与“赫尔墨斯号”会合。

这次长途跋涉充满了未知和危险。他需要穿越复杂的地形,处理火星车的各种故障,还要应对沙尘暴的威胁。在一次钻孔取暖作业中,他不慎短路了“探路者号”的通讯设备,再次与地球失联,只能依靠自己出发前与NASA共同制定的计划,用石头摆出摩尔斯电码与地球进行单向沟通。

第四部分:奔向黎明

沃特尼驾驶着改装后的“漫游者号”火星车,克服了翻车、迷路等重重困难,终于抵达了斯基亚帕雷利撞击坑,找到了“阿瑞斯4号”的MAV。然而,为了能让MAV达到足够的速度和高度与低空掠过的“赫尔墨斯号”会合,他必须对MAV进行极限减重改装。他拆除了MAV上几乎所有非必需的部件,包括窗户、控制面板、座椅,甚至飞船的鼻锥也用栖息舱的帆布代替。

与此同时,“赫尔墨斯号”也抵达了火星轨道。救援行动的最后一步惊心动魄。沃特尼驾驶着这艘“敞篷火箭”发射升空,但由于帆布鼻锥在上升过程中意外撕裂,MAV未能达到预定速度和高度。“赫尔墨斯号”指挥官刘易斯当机立断,命令飞船减速并改变轨道,同时宇航员克里斯·贝克利用系绳进行舱外活动,准备抓住沃特尼。由于距离依然不够,沃特尼刺破了自己宇航服的手套,利用喷出的空气作为推力,像“钢铁侠”一样把自己推向贝克。

最终,贝克成功抓住了沃特尼,两人安全返回“赫尔墨斯号”。马克·沃特尼在火星上生存了549个火星日后,终于获救。

回到地球后,沃特尼成为了家喻户晓的英雄。他开始在NASA担任教官,向新一代宇航员传授经验。故事以他乐观幽默的反思结束,强调了科学、解决问题的能力以及人类面对困境时的不屈精神。小说不仅是一部硬核科幻作品,更是一曲对人类智慧和勇气的颂歌,展现了在绝境中,只要运用知识、保持乐观并永不放弃,就能创造奇迹。国际合作的精神也在其中得到了体现,中国的援助成为了救援成功的关键一环。

要点

  1. 意外滞留火星

    • 事件:阿瑞斯3号任务因强沙尘暴紧急撤离。
    • 人物:马克·沃特尼(植物学家、机械工程师)。
    • 原因:被折断的天线击中,生命体征消失,被误判死亡。
    • 地点:阿西达里亚平原(Ares 3着陆点)。
  2. 初期生存挑战与应对

    • 核心问题:氧气、水、食物、与地球失联。
    • 解决方案
      • 住所:栖息舱(Hab)基本完好。
      • 氧气:氧合机从二氧化碳中制造氧气。
      • :分解联氨 (N₂H₄) 制造水(高风险操作)。
        • 化学式大致过程: N₂H₄ + O₂ → N₂ + 2H₂O (实际书中更复杂,通过催化剂分解联氨得 N₂ 和 H₂,再燃烧 H₂)。
      • 食物:在栖息舱内用火星土壤和人类排泄物作肥料种植土豆。
      • 记录:通过视频日志记录过程。
  3. 与地球恢复联系

    • 目标:找到“火星探路者号”(Mars Pathfinder)探测器。
    • 行动:改装火星车,进行长途跋涉寻找“探路者号”。
    • 地球的发现:NASA卫星分析员敏迪·帕克发现沃特尼活动迹象,确认其生还。
    • 通讯建立
      • 初步:利用“探路者号”摄像头和纸牌进行简单字母通讯。
      • 进阶:NASA指导沃特尼修改“探路者号”软件,实现文本信息传输。
  4. NASA的救援努力与挫折

    • 初步计划:发射“虹膜号”(Iris)无人补给探测器。
    • 结果:探测器发射失败,计划落空。
    • 影响:沃特尼面临更严峻的食物短缺。
  5. “赫尔墨斯号”的救援使命

    • “珀内尔机动”
      • 提出者:JPL天体动力学家瑞奇·珀内尔。
      • 方案:赫尔墨斯号利用地球引力弹弓效应,并借助中国“太阳神”助推器加速,返回火星救援。
      • 风险:任务时间大幅延长,对船员和飞船都是巨大考验。
    • 船员决定:在NASA高层犹豫时,赫尔墨斯号船员(指挥官刘易斯、马丁内兹、贝克、约翰森、沃格尔)决定执行该计划。
    • 国际合作:中国国家航天局(CNSA)提供“太阳神”(Taiyang Shen)助推器。
  6. 沃特尼的火星远征

    • 目标:从阿西达里亚平原前往数千公里外的斯基亚帕雷利撞击坑(Ares 4 MAV所在地)。
    • 准备:大规模改装火星车(“漫游者2号”),增加生命支持系统、太阳能板等。
    • 途中的危机
      • 栖息舱气闸舱帆布破裂,导致马铃薯作物大量损失。
      • 改装火星车时钻孔短路,损坏“探路者号”,与地球再次失联(后通过石块摆摩尔斯电码)。
      • 沙尘暴威胁、地形挑战、火星车翻覆。
  7. 最终救援行动

    • MAV改装:沃特尼对阿瑞斯4号的MAV进行极限减重,拆除非必要部件,用帆布做鼻锥。
    • 会合点:火星轨道。
    • 惊险对接
      • MAV因帆布问题未能达到预定高度和速度。
      • 赫尔墨斯号调整姿态和速度,使用炸药炸开气闸舱门以调整姿态。
      • 宇航员克里斯·贝克进行舱外活动准备拦截。
      • 沃特尼刺破宇航服手套,利用喷气效应(“钢铁侠”动作)将自己推向贝克。
    • 结果:成功获救,返回赫尔墨斯号。
  8. 结局与主题

    • 返回地球:沃特尼成为英雄。
    • 后续:担任NASA宇航员教官。
    • 核心主题
      • 科学与工程:运用知识解决极端问题。
      • 人类的韧性:永不放弃的精神,乐观主义。
      • 团队合作与国际互助:NASA团队的努力,赫尔墨斯船员的牺牲,中国的援助。
      • 探索精神:人类对未知的探索和挑战。

问答

  1. 问:马克·沃特尼为什么会被独自留在火星上? 答: 在一次强沙尘暴中,他被天线击中,宇航服受损导致生命体征信号中断,队友们以为他已经牺牲,被迫紧急撤离火星。

  2. 问:沃特尼如何在火星上解决最基本的生存需求(水和食物)? 答: 他通过分解火箭燃料联氨制造水;利用从地球带来的少量土豆和自制的肥料(人类排泄物和火星土壤),在栖息舱内成功种植了土豆。

  3. 问:NASA是如何发现沃特尼还活着的? 答: NASA的卫星图像分析员敏迪·帕克在检查“阿瑞斯3号”任务地点的后续卫星照片时,发现了一些人类活动的迹象(如太阳能板被清洁、火星车移动),从而推断沃特尼可能生还。

  4. 问:沃特尼是如何与地球重新建立联系的? 答: 他找到了多年前失联的“火星探路者号”探测器,修复了它,并利用其摄像头和可动平台与地球进行了初步的视觉通讯,随后在NASA指导下修改了探测器软件,实现了文本通讯。

  5. 问:什么是“珀内尔机动”?它在救援中起了什么作用? 答: “珀内尔机动”是一个大胆的救援方案,让已经返航的“赫尔墨斯号”飞船利用地球引力进行变轨,并借助中国提供的助推器加速,重新飞回火星去接沃特尼。这是最终救援成功的核心计划。

  6. 问:中国在救援沃特尼的过程中扮演了什么角色? 答: 中国国家航天局(CNSA)无私地提供了原本用于本国航天计划的“太阳神”大功率助推器,帮助“赫尔墨斯号”获得了返回火星所需的额外动力,体现了国际人道主义与合作精神。

  7. 问:沃特尼为了到达预定的上升载具(MAV)地点,做了哪些主要准备和克服了哪些困难? 答: 他对火星车进行了大规模改装以支持长途旅行,规划了数千公里的行进路线。途中克服了食物短缺(栖息舱事故导致作物损失)、通讯中断、沙尘暴、地形险恶以及火星车翻覆等困难。

  8. 问:最终救援是如何实现的?其中最惊险的环节是什么? 答: 沃特尼驾驶经过极限减重的MAV从火星发射,与在轨道上等待的“赫尔墨斯号”会合。最惊险的是MAV未能达到预定轨道,赫尔墨斯号紧急调整,宇航员贝克进行舱外活动,而沃特尼则刺破宇航服手套利用喷气将自己推向贝克,最终成功对接。

  9. 问:小说《火星救援》主要想传达什么精神或主题? 答: 小说主要传达了人类在绝境中依靠科学知识、工程能力、坚韧不拔的意志和乐观精神来自救求生的可能性,同时也歌颂了团队合作、人类的探索精神以及国际互助的重要性。

  10. 问:沃特尼的职业背景对他火星求生有何帮助? 答: 他是植物学家和机械工程师。植物学知识让他成功种植土豆解决了食物问题;机械工程知识则帮助他修复设备、改装火星车、制造水、并最终改装MAV。