知乎日報：【火星救援】可能是最全的火星生存指南
如果有一天，您像 Mark Watney 一樣被獨自遺棄在遙遠的火星，您該怎麼生存下來?《火星救援》(The Martian)一書的作者 Andy Weir 向我們展示了他腦海中的火星版“求生之路”。在紅色星球上經歷了重重考驗與各種戲劇般的轉折之後，男主 Watney 終於登上了返程的飛船 Hermes 重回地球。
《火星救援》被很多人稱為“現代版的魯濱遜漂流記”，NASA 中的工程師和科學家也被這本書中所展現出來的“硬度”所折服。書中涉及的諸多細節，諸如燃料生產、作物種植、氧氣製取等等都進行了詳細的計算(雖然這些計算中可能存在一些錯誤)，作者 Andy Weir 甚至還自己寫了一個程序來計算 Hermes 飛行的軌道。
如果您由於意外被困於火星，而同時你也不是 Taylor，沒有一個全天候滿電量的通訊器和次元另一邊的手機進行聯繫，這個時候哪些必備的知識能夠救您一命呢?
這一本《火星生存指南》可能會成為您迷失旅途上的必備伴侶。
閲讀提示：
本文包含部分《火星救援》一書和同名電影的輕微劇透內容，所有劇透已標出，讀者可以選擇性閲讀 |´・ω・)ノ
本文包含極少量《星際移民之書》的設定內容，請讀者自行區分 (=・ω・=)
《火星生存指南》系列將會陸續推出三篇文章，這是本指南的第一篇，後兩篇敬請期待╮(￣▽￣)╭
火星地理
想要在火星上生存，首先就需要有豐富的火星地理知識，才能保證您在火星上不當一個路痴。這時候，一幅高清準(wu)確(ma)的火星地形圖就顯得尤為重要。
首先，火星上的經緯度與地球上的經緯度劃分有不同，火星上的本初子午線被定義為通過 艾裏 -0 隕石坑 的經線。這個隕石坑位於火星地圖中央的 子午線平原(圖中央的區域)
此外，由於火星上面沒有海洋，所以不存在海平面的説法，而是使用一個重力平均出來的基準高度作為火星的大地水準面(Areoid)。火星上不同地域海拔差別很大，整體海拔最低的 希臘平原 最深處低於基準面 8200 米(圖中右下的深藍色區域)，而享譽全系的盾狀火山——奧林帕斯山 海拔可以達到 21229 米(圖中左上的白色山峯)。
此外，我們建議您對火星不同地域的地質結構也需要有一定的瞭解，這樣才能保證您在火星上能夠暢通無阻。
由 @星際移民局 翻譯自 Wikipedia 。按照原圖片的要求，翻譯之後圖片使用 Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported 協議共享。原作者為 Patrick Zasada 。
對於迷途的冒險者來説，奧林帕斯山以及塔爾西斯地區的地勢十分陡峭，不建議您前往或者穿過這一區域。相較於隕石坑更多、地形更加複雜的火星南半球以及子午線高地來説，火星北半球的 伊希地平原、烏托邦平原 以及 亞馬遜平原 可能路途更加通暢。而北方大平原由於氣候條件惡劣，太陽能資源較少，除非是去獲取必要的水冰資源，我們不建議您前往此地。
以下劇透預警
在《火星救援》中，Watney 先是前往不遠處火星探路者及火星車“索傑納”號所在的 阿瑞斯谷，在取回了報廢的火星車及着陸器後，通過維修和改裝獲得了同地球的無線電聯繫。之後他向東南方向前進，穿過 馬沃斯谷，從 阿拉伯高地 一路開到 子午線平原 的 斯基亞帕雷利撞擊坑，最終在這裏登上了離開火星的 MAV(火星上升軌道器)。
來源：Andy Weir's 'The Martian' Map
如果您被困火星，附近剛好又有探測器的話，您也可以參照下面的地圖，嘗試前往最近的火星探測器遺蹟，通過探測器與地球取得聯繫。不過需要注意的是，一切破壞探測器遺蹟或者企圖將探測器據為己有都是違反《太陽系和平開發與利用公法》的行為，將會受到最嚴厲的懲罰。
來源：Mars24
劇透結束
這麼多的地理名稱記不住怎麼辦，如果您的手機在火星上仍然可以使用的話，強烈推薦下載一個叫做 Mars Global 的 App 以備不時之需(另：被困月球可以下載 Moon Global)。您也可以下載由 NASA 提供的 Mars24 使用其火星計時與地圖查詢功能。
火星天文
火星的軌道半徑大約 1.5 個天文單位(大約是地球軌道半徑的 1.5 倍)，因此在火星上，接收到的太陽能的功率密度不及地球的一半。在這裏使用太陽能供電的電子設備時一定要注意功率是否足夠。
火星的平均半徑為 3389.5 千米，是地球半徑的 53.2%，質量只有地球質量的 10.7%。因此，火星的表面重力不到地球表面重力加速的一半，僅為0.376g。
此外，和地球不同的是，火星表面並沒有一個全球性的磁場，微弱的磁場只存在於火星的一些局部區域。因此，指南針並不能為您提供任何的幫助。
來源：NASA - NASA - New Map Provides More Evidence Mars Once Like Earth
以下劇透預警
為了前往火星探路者號的所在地，Watney 利用火衞一來確定自己的方向。而在最後前往 MAV 的旅程中，Watney 使用了自制的六分儀，通過對火衞一和天津四的觀測，分別獲得了自己的經度和緯度。這種古老的導航方法源於航海。
劇透結束
事實上，火星一共有兩顆衞星—— 火衞一(Phobos) 高度較低，軌道週期短;火衞二(Deimos) 高度較高，軌道週期長。再算上火星自傳的影響，火衞一每 11 小時 6 分從西邊升起，經過大約 4 個小時從東邊落下，其大小相當於 1/3 個滿月;而火衞二每兩到三天才出現一次，大小卻只有滿月的 1/12。不論從觀測難易度還是觀測機會上來説，都是火衞一更適合為您提供導航。
好奇號在 Sol 393 的夜晚拍攝到的火衞一和火衞二。
來源：NASA / JPL / MSSS / Emily Lakdawalla
如果您被困火星也沒有合適的觀測工具的話，也可以使用和地球上尋找北極星類似的方法來確定火星的北方。您只需要找到夜空中的天津四(視星等 1.25)與仙王座阿爾法(天鈎五，視星等 2.45)，並確定其連線的中點，即為火星的北方。這種方法方便且實用。
由 @星際移民中心 使用 Stellarium 製作
除此之外，火星上的時長也與地球有所差別。火星上的一天被稱為一個火星日(Sol)，長度為 24 小時 39 分 35.24409 秒。因此，為了實時跟蹤 Watney 的情況，Venkat Kapoor 專門指派了 Mindy Park
和火星上的 Watney 保持同一作息時間，這就相當於在地球上每天晚睡 40 分鐘。
火星氣候
火星氣候寒冷，表面平均氣温零下 63 攝氏度，大氣壓在 0.4–0.87 kPa，連地球大氣壓的百分之一都不到。由於緯度、地形以及季節的差異，火星上也存在不同的氣候環境。
火星全球氣候分區(Mars Global Climate Zones)。A：冰川(永久冰蓋);B：寒帶 (在冬天覆蓋冰霜，在夏天冰霜昇華);C：北過渡帶(Ca)、南過渡帶(Cb);D： 熱帶;E：低反照率熱帶;F：亞寒帶低地(盆地);G：熱帶低地(峽谷);H：亞熱帶高地(山)。
來源： Mars climate zone map based on TES data H. Hargitai.Mars Climate Diagram Database
一般來説，緯度越高、海拔越高的地區氣温越低，這一點在火星上同樣適用。在北半球的冬天，希臘平原的底部温度比同緯度地區高 10 度左右，氣壓也能達到 1 kPa 以上。
來源：NASA GISS: Research Projects & Groups: Astrobiology
為了提高您的求生幾率，我們建議您儘量呆在緯度較低、海拔較低的地方。低緯度同時也保證了您能獲得儘可能多的太陽能供應。
另外，您可能最關注的一個問題就是火星上的沙暴。
以下劇透預警
在《火星救援》一書中，火星的沙暴曾兩次威脅到 Watney 的生命。第一次是在書的開篇，由於沙暴過強，Watney 被倒下的天線刺穿宇航服，被隊友誤認為已經死亡，從而被遺棄在茫茫火星;第二次是在前往 MAV 的途中，險些進入沙暴席捲的地帶而丟失太陽能源。好在憑藉着自己的細(zhu)致(jue)觀(guang)察(huan)成功繞開沙暴逃過一劫。
不過作者 Andy Weir 也曾坦言，《火星救援》中一個比較脱離現實的地方就在於：火星上的沙暴並沒有想象中的那麼強!這一切都是為了推動情節發展而故意寫的!
劇透結束
雖然火星上的風可以達到很高的速度(書中設定的風速為 175 kph)，但是由於火星大氣的密度僅為地球大氣的六十分之一，其強度已經大打折扣(只相當於地球的四級風，見 火星上的風暴是怎麼回事? - 科幻)。此外，由於火星表面缺乏水汽，大氣中細小的的沙塵並不能聚集在一起，就算是沙暴，其對風力的增強作用也很有限。不過也正因為風中的沙塵，風蝕作用對於火星地形的形成也有相當大的影響。
其實沙暴對火星生存的真正影響在於它能極大地減少太陽能電池板接收到的能量，同時也降低了大氣能見度。在全球性的火星沙暴之中，火星表面的探測器都必須關閉大部分的科學儀器才能夠渡過難關。
火星的沙暴是由於温度梯度引起的，一般出現在南半球的夏季，這同樣也是火星運行於軌道近日點附近的時候(關於火星曆法可以參照：
為了最大限度地降低火星沙暴對您生存的影響，我們提醒您在這段時間注意觀察每天的天氣變化情況，如果發現有沙暴來臨的跡象(比如能見度降低、太陽能效率降低)，請提前準備好備用能源，並儘量不要外出。
如果您喜歡本文的話，不妨點贊支持一下我們所做的一點微小的工作，謝謝大家～_(:з」∠)_