Так ли сильны марсианские ветры, как показано в «Марсианине»?

Ветры на Марсе намного быстрее, чем обычно на Земле, однако атмосфера намного тоньше. Это может привести к некоторым необычным эффектам, чем-то похожим на высокую скорость/низкий крутящий момент по сравнению с низкой скоростью/высоким крутящим моментом.

Предположим, что спутниковая антенна имеет площадь поверхности$1 m^2$, разумное предположение. Кроме того, давайте используем математику из этого вопроса и давайте использовать марсианский ветер, указанный в списке, со скоростью 175 км/ч. Это 48,61 м/с, что является высокой скоростью ветра. Это создает давление

${q_M}$ ${=}$ ${0.5(0.02)(48.61)^2}$ ${=}$ ${23.62}$ ${Pa}$

Для нашего$1 m^2$антенна, действующая с силой 23,6 Н, или с силой тяжести, приложенной к ней грузом массой 2,5 кг. Этого, наверное, хватило бы, чтобы погнуть тарелку, если построить на Земле. Однако есть и другие вещи, о которых следует помнить.

1. Эта тарелка будет построена, чтобы выжить на Марсе, и поэтому, вероятно, будет легче, чем аналогичная земная антенна. В этом случае его будет легче сломать.
2. Всему на Марсе придется пережить термические циклы, что сделает его более хрупким.
3. Как только что-то порвется, оно будет двигаться до фактической скорости ветра. Это может привести к повреждению всего, что действительно расшатывается.
4. Давление на Марсе фактически повышается во время пыльной бури, поскольку в воздухе больше массы, что, вероятно, приводит к повышению давления.
5. Абразивная природа пыли, вероятно, со временем уменьшила прочность антенны, особенно во время той самой бури, упомянутой в книге/фильме.
6. Место посадки «Гермес-3» — одна из нижних частей Марса. На самом деле, большинство посадочных площадок для спускаемых аппаратов находится в нижних областях (парашюты там работают лучше). Таким образом, атмосферное давление, вероятно, выше, чем в других местах, что еще больше увеличивает влияние ветра. Согласно Википедии, самое высокое давление на Марсе примерно вдвое превышает среднее.

Принимая во внимание все вышеперечисленное, можно было бы иметь как минимум в 4 раза большее эффективное давление, что делает историю немного более правдоподобной. Тем не менее, я думаю, что это одна из наименее точных с научной точки зрения частей книги, но она не совсем невозможна.

Сам Энди Вейр считает это самой большой научной неточностью в фильме, в интервью NPR он заявил:

Самая большая неточность в фильме прямо из книги, так что это также большая неточность в книге. Это в самом начале, песчаная буря, которая затягивает его туда. (Так что это не спойлер, все знают, что он застрял там из-за песчаной бури.)

На самом деле плотность атмосферы Марса составляет 1/200 плотности земной. Так что, хотя у них и бывают песчаные бури со скоростью 150 км/ч, инерция позади них — из-за того, что их воздух такой разреженный — будет ощущаться как легкий бриз на Земле. Марсианская песчаная буря не может причинить никакого вреда. И я знал это, когда писал это.

Я имел в виду альтернативное начало, когда они проводят испытание двигателя на своем поднимающемся аппарате, и происходит взрыв, который вызывает все проблемы. Но это было не так интересно и не так круто. И это история о противостоянии человека и природы. Я хотел, чтобы природа получила первый удар.

Так что я пошел дальше и сделал эту преднамеренную уступку реальности, полагая: «Ах, не так уж много людей узнают об этом». А теперь, когда вышел фильм, все эксперты говорят: «Эй, все должны знать, что эта песчаная буря на самом деле не работает, и Марс не такой».

Итак, я непреднамеренно рассказал общественности о марсианских песчаных бурях. И я чувствую себя довольно хорошо об этом.

Таким образом, уровень ветра, показанный в фильме или в книге, невозможен на Марсе, но был сделан в целях повествования.

Марсианские ветры не такие сильные, как изображают на Марсианском. Давление воздуха на Марсе составляет 1% от уровня моря на Земле, и скорости в 200 км/ч достаточно, чтобы заметить, но недостаточно, чтобы сдуть вас с ног. Расчет земной эквивалентной скорости с использованием формул из соответствующего вопроса, опубликованного @1337joe 200 км/ч на Марсе — это 25 км/ч на Земле или 15 миль в час. Это ветер, а не шторм, достаточно сильный, чтобы споткнуться даже при низкой гравитации, и я не могу себе представить, чтобы он сорвал спутниковую тарелку с крепления. Даже если бы она оторвалась от тарелки, она бы двигалась со скоростью всего 25 км/ч, это скорее перекати-поле, чем снаряд.