在火星种土豆
三、怎么做才能在火星上能种出土豆?
既然决心活下去，那么生存三要素，空气，水，和食物必须得全部搞定。Mark所在的火星“基地”本是给6名宇航员执行31个火星日(Sol=Martian Solar day, 火星上太阳起落的平均间隔。等于24小时39分35.244秒，和地球的一天很是接近)的任务设计的，此前任务已经执行了6天，剩下的食物足够他撑过300天。
饮用水和空气倒是容易解决，基地里的制氧机(可以分解二氧化碳)和净水机只需要有足够的电力就可以正常工作，万里无云的火星很愿意配合。看来最大的问题莫过于食物了：Mark 必须在小小的火星基地里建立一个可以支撑数年的小生态系统，从而完成食物和排泄物之间的循环。
Mark最终选择了土豆，这个决定我倒一点都不意外，除了美帝人民实在是喜欢吃土豆之外，土豆也是地球上亩产淀粉最高的作物，并且比较适合温度较低的环境里生长，考虑到火星温度比地球要低，这也降低了这个温室的负担。至于火星的土壤，成分和地球其实是比较接近的：
图2. 火星土壤成分
1、火星上的土壤如何处理能够种土豆?
图2是勇气号、机遇号和好奇号所测量到的土星土壤成分，有足够的钠，镁，铝，磷，钙，铁，只是缺乏氮，而这正是人类粪便中的丰富成分。当然，除了粪便，作为植物学家的Mark还带了加入了一些提供根际微生物的地球土壤。有粪便中的有机物提供营养，这些微生物繁殖的不错，要不也不会把Mark熏成那样：原本脱水杀菌之后的粪便可不会那么臭。很快Mark便有了一大片可供种植的“合成”土壤。
土豆秧已经长出来了
2、Mark如何解决灌溉问题?
现在他需要解决第二个问题：灌溉。土豆产量虽高，但需要的灌溉量也十分惊人，单单靠着基地原本的水循环是远远不够的(净水机只能把已有的水再利用)。Mark必须自己生产水，而不是只靠净水机做水的搬运工。他想起了火星登陆飞船的着陆部分，那里面，有着大量的单组份火箭推进剂——联氨。
原本这种燃料会被泵入燃烧室，在网格状铱催化剂的作用下放热分解成氮气和氢气产生推力。而火星大气的主要成分则是二氧化碳，只要有电，制氧机就可以提供足量的氧气。现在，Mark只需要拆下催化剂，让联氨一点点分解(片中是滴上去)，然后在一个足够长的“烟囱”里上升，利用密度差分离氢气和氮气，在出口处点燃就可以获得稳定的火苗。
马上就要爆炸
3、电影中生产水的时候为何会产生小爆炸?
大家也许还记得片中出现的小爆炸，片中没有做详细解释，原著里倒是提到由于居住舱本身的氧气调节机制让Mark的氢气没有燃烧完全，为了处理这些危险的氢气，Mark“黑”掉了基地的空气调节器，让它把所有氧气都储存起来，然后用氧气瓶里的纯氧一点点把多出的氢气烧掉。结果因为Mark图省事只是带了氧气面罩，自己呼出的气体中残余的氧气与氢气混合发生了爆炸——仅仅靠着科学推理，就可以呈现出如此戏剧性的情节。
四、带有放射性的电池做取暖用，对人体的危害性多大?
然后，Mark开始开着火星车在地面上漫游了起来。这当然不只是为了观光，解决了温饱问题的他需要想办法和地球联系。为了提高火星车的航程，他关掉了火星车的加热系统，然后从土里吊起了一个奇怪的柱子用来取暖。片中也提到了，这是一种含有钚元素的核电池。
图3. 卡西尼-惠更斯探测器上的RTG
全称是放射性同位素热电机(Radioisotope Thermoelectric Generator，缩写RTG，影片中也提到了这个缩写)，利用放射性衰变的热量进行温差发电，通常使用的同位素就是钚238。这种电池通常呈柱状结构，中央是放射性元素热源，中间是温差发电的电极，最外层则是散热片。
从基本原理看，RTG要比核反应堆安全的多。首先内部不存在可能会失控的链式反应，而是速率稳定，不受环境影响的自发衰变;其次发电过程不依靠任何活动部件，也不存在高压，用流行术语的话，这货是“固态发电”。此外还有额外的安全措施：每一块“燃料”都有单独的外壳，燃料本身也是非常稳定不易融化的陶瓷物质(通常是二氧化钚)，固定“燃料”的内部壳体也是耐腐蚀耐辐射材料——只要Mark不把它砸开，就几乎没有泄露的可能。
当然要真是泄露的话，Mark可有好受的，钚238是放射性最强的钚同位素，虽然毒性没有传说中的那么高(关于钚的毒性有很多版本，能毒死全部人类的剂量从几克到一磅不等，均不可信) ，吸入几百微克就足以引发癌症，数毫克就可能致死。就算泄露时Mark正好穿着宇航服，衰变时的大量中子也可以轻易穿透防辐射层抵达人体，接下来就是白血病以及各种癌症并发症。
二氧化钚，红热状态来自自身的衰变热。金属钚238衰变热高达每千克560瓦，虽然RTG的发电效率不怎么样，暖暖身子倒是挺合格。
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