NASA 日前發表了一篇文章，介紹小說《火星任務》中，真實應用在太空科學的高科技。實在沒想到在電影上映前就能讀取官方相關介紹，令人振奮，文章還用心的附上電影劇照對照圖，等於一次攫取科學常識和電影預告，不亦樂乎。
2011 年，一位電腦工程師將平時寫的科幻故事 PO 上網，意外獲得極大迴響。2014 年，他的首部文字作品《火星任務》正式出版，這位工程師安迪威爾遂成為當紅作家，小說更被雷利史考特相中，翻拍成電影《絕地救援》，預計今年（2015）十月於北美上映。
類屬硬科幻的《火星任務》以科學為基石，模擬 2030 年 NASA 的太空旅行。雖然安迪威爾筆下描寫的是二十年後的世界，現在的美國太空總署，卻也確實正在研發許多小說中出現的科技設備；毫無疑問，科幻作品與現實世界的時差已越來越小，界線越來越模糊。
本篇將附圖整理出 NASA 介紹的 9 項太空高科技，讓喜歡《火星任務》的書迷可以藉此一窺小說中的真實世界。
※ 本文內容及圖片簡單整理自 NASA 網站文章，若對詳細全文有興趣請移步至 ▸〈Nine Real NASA Technologies in ‘The Martian’〉※
01. 【居住艙】（Habitat）
居住艙是馬克瓦特尼在火星上的家，是小說主要場景之一。居住艙中備有大氣調節器，太空人在艙間內不需穿太空衣就可活動。
▼ 電影中的居住艙
在真實世界中，太空人會在林頓詹森太空中心*進行星球生存模擬（HERA）*，為長期任務做訓練。HERA 擁有完全獨立的生存系統，這個兩層的居住艙內有起居空間、工作站及模擬氣閘艙。HERA 提供有用的維生數據，幫助 NASA 瞭解該如何改進相關的深空作業。
▼ 林頓詹森太空中心隸屬 NASA，位於休士頓。中心內的 HERA 簡單講就是一個模擬居住艙
02. 【作物農場】（Plant Farm）
農業是太空科學重要的研究項目。小說中，瓦特尼把部份居住艙改造成自體循環的小農場，靠馬鈴薯維生。
▼ 火星由史以來第一個農夫瓦特尼（麥特戴蒙飾），好溫馨的畫面
在今天的國際太空站上，太空人擁有豐富的食物補給；但在六千五百萬公里外的火星，太空人就像瓦特尼一樣必須自給自足，因為糧食送達最快也要九個月後。在近地球的軌道上，生菜是最容易生長的作物。在 ISS 上，蔬菜屬於極具開發潛力的新鮮食材，只要使用有色光線控制，蔬菜就會乖乖地生長，按時供太空人食用。目前， NASA 正積極開拓可種植的作物種類，以確保未來登陸外星球的太空人能夠滿足營養需求。
▼太空人正在國際太空站的實驗室中收成生菜。特殊紅光是專門栽種太空生菜的必需品
03. 【再生水回收系統】（Water Recovery System，也就是小說中的淨水器）
火星沒有川水湖泊，太空人需要自行製造水。有讀過小說就知道，聰明的瓦特尼不曾浪費一滴水資源，在沒有任何外來救助的情況下，他研發了一套系統，盡可能地蒐集所有水氣以求生存。
水資源實在太珍貴。在國際太空站上，同樣沒有一滴汗水、眼淚或尿液會被浪費。透過這套再生系統，太空艙內的水份會不斷被過濾、淨化。有位太空人曾這麼說：「今日的咖啡來自昨天的咖啡。」
04. 【製氧系統】（Oxygen Generation）
除了住所、食物和水，在火星上生存還有一項重要的條件：氧氣。火星上沒有氧氣，瓦特尼無法恣意進行艙外活動，他必須隨身攜帶氧氣補給。
國際太空站也備有相同的製氧系統，以電解方式分離水分子中的氧氣和氫氣。氧氣就這麼被釋放到空氣中，至於氫氣則進入製水循環系統。目前 NASA 正致力於將更多空氣中的殘餘物質（副產品）轉化為可用的氧氣。
▼ 由俄羅斯設計的製氧機（source via）
05. 【火星太空裝】（Mars Spacesuit）
火星地表對人類並不是太有善，那裡沒有空氣並且極其寒冷。太空人若要在火星上進行各種採樣任務，一定得穿著特製的太空衣。太空衣亦是小說中的救命必備物，相當有創意的瓦特尼把它的功能發揮得淋漓盡致，令人拍案叫絕。
▼ 《絕地救援》中的火星太空衣，可以在左手臂上看到生命指數顯示屏
NASA 也正在努力研發適用於火星的太空衣，設計師需要詳細研究火星的各種險峻環境，以便製作能完整配合任務內容的太空衣。火星上那些大量的塵埃也是漫遊火星的一大難題，過量的塵土會嚴重影響太空人和太空艙的運作。因此，NASA 設計出一套特殊裝置，讓太空人可以「從背部」離開太空衣進到艙內，把太空衣留在外頭，以防灰塵玷染太空艙。
▼ NASA 最新的太空衣設計樣本 Z-2，當時還廣邀大眾投票選出太空衣的三種顏色（但這個造型怎麼只讓我想起 Gru）
06. 【火星探測車】（Rover）
火星車是整本小說中最令我頭痛的東西，因為在接觸本書前我從來沒看過火星車，所以很難明白一台車子如何能經歷瓦特尼那霸王式的大改造、裝載各種大型器具，甚至還可以外接帳篷，擴增內部空間。記得還曾在〈8 項《火星任務》中的太空設備〉中胡亂猜想探測車的模樣，這下看完電影劇照和 NASA 的圖文解說後終於真相大白——
▼ 電影中的探測車，有六個大輪子
太空人一登錄火星，就必須在那裡待上整整一年，因為火星運轉的軌道和地球的距離在一年後才會再次來到最小值，方是最適合返航的時機。因此，太空人將會有大量時間進行各種火星研究。NASA 當然不希望研究範圍受制於人類的腳程，專門探索火星的坐騎「漫遊者」於此誕生。火星車被設計得相當強大，能夠翻山躍谷，頑強得足以應付嚴峻的火星生態，以及各種突發狀況。
▼ NASA 目前仍致力打造能適應各種地理環境的火星探測車，Multi-Mission Space Exploration Vehicle（MMSEV）
07. 【離子推進器】（Ion Propulsion）
在《火星任務》中，戰神計畫三號的成員所搭乘的赫密斯號，就是利用離子推進器來完成這趟超過 28 億哩的航程。離子推進器將帶電的離子加速後，以每小時 20 萬哩的超級高速噴出。太空船雖只是感受到輕微的風吹，但它會持續加速，積年累月後便能達到超凡速度，加上離子推進不需很多燃料，替整個航行計畫省下可觀的資源，是當今最經濟實用的推動技術。
▼ NASA 目前正持續研發更新型的離子推進器
美國太空總署在 2007 年發射的無人探測太空船曙光號（Dawn Spacecraft），便是使用這項技術，以每小時 25 萬哩的飆速打破其他探測船的紀錄，率領人類的腳蹤首次光臨兩顆行星（穀神星以及灶神星）。
08. 【太陽能面板】（Solar Panels）
火星上沒有石油，沒有風，太陽能因此在太空任務中扮演極重要的能源補給角色。書中的赫密斯號就是運用太陽能電池組作為能量，瓦特尼也多次使用太陽能板，進行長時間驅車旅行。
現今的國際太空站擁有足以讓 40 個家庭使用的太陽能發電系統。太空站其實並不需要如此大量的電力，但多餘的電能可以減輕任務失敗帶來的損害。NASA 現階段的火星探測先鋒獵戶座，將以太陽能電池發電的方式，帶領人類朝未知的宇宙邁進。
▼ ISS 的太陽能面板相當穩定，打從 2000 年首批太空人被送上太空站起，它就敬業地持續供電直到現在
09. 【放射性熱電產生器】（Radioisotope Thermoelectric Generators，RTG）
四十年來，NASA 已經使用「放射性熱電產生器」支援超過 20 次的太空任務，包括火星探測車好奇號，以及即將流浪者 Mars 2020，都是使用這項新世代的發電技術。
▼ 大致呈圓筒狀的 RTG（source via）
我們可以把「放射性熱電產生器」視為一種太空電池。同位素鈽在衰變過程會產生大量熱能，RTG 便將這些熱能轉換成電能。鈽擁有極強的輻射線，為了防止輻射外洩，書中的太空人把這玩意埋在離居住艙很遠的地方。
如同小說敘述，真實的 RTG 以多層堅固的高科技材質包裝，即便發生災難性事故也不會產生一絲裂痕。RTG 以放射 α 射線為主，α 射線僅能在空氣中移動數英吋，並且無法穿透衣物或皮膚。除非射線被分化成更細小的顆粒或蒸發，被人體吸入後才會產生影響。RTG 中的同位素通常被製成陶瓷顆粒狀，所以一般來說不太可能被人體攝入，尤其是這個同位素無法溶於液體。
▼ RTG 實體（source via）
科學家正在竭力分析火星上的輻射環境，以便為太空人設計有效的防護系統。為了能在火星上生存，未來的探險家們需要絕對可靠又耐用的電力來源。這些能源系統可能包括輻射能、太陽能、燃料電池和核分裂等。
（筆記碎唸：很恰好的，《絕地任務》的首支預告也在今天上線了，期喜之情再度高升。總之寫完文章再次印證，「以自己腦力想像小說場景，再對照真實世界或具象圖片」實在是一件超級無敵有趣的事啊。）
