What  Would  Mark  Watney  Do?   “Remember   those   old   math   questions   you   had   in   algebra   class?   Where   water  is  entering  a  container  at  a  certain  rate  and  leaving  at  a  different   rate   and   you   need   to   figure   out   when   it’ll   be   empty?   Well,   that   concept   is   critical  to  the  ‘Mark  Watney  doesn’t  die’  project  I’m  working  on…”         Challenge  1:     The  term  sol  is  used  by  planetary  astronomers  to  refer  to  the  duration  of  a  solar  day  on  Mars.  Mars  does   not  spin  on  its  axis  at  exactly  the  same  speed  as  Earth,  therefore  a  Martian  solar  day,  or  "sol",  is  24  hours,   39  minutes,  and  35.244  seconds.  When  Watney  is  stranded  on  Mars,  the  next  Mars  mission  is  scheduled   for  Sol  1412.  For  how  many  [Earth]  days  does  he  need  to  survive  until  he  can  be  rescued?  How  many   [Earth]  years  is  this?                 Challenge  2:   Watney  is  stranded  with  enough  food  to  feed  6  people  for  56  days.  He  can  safely  ration  himself  to  a  ¾   portion  per  day.  For  how  many  days  will  his  food  last?               He  also  has  some  space,  dirt,  and  potatoes  that  he  can  plant.  In  400  days,  he  can  grow  about  150   kilograms  of  potatoes.  They  have  a  nutritional  value  of  about    0.770  calories  per  gram.  Assuming  a  lean   diet  of  1500  cal/day,  how  many  more  days  of  food  does  this  potato  farming  buy  Watney?  Is  is  enough  to   last  until  rescue?                      

Challenge  3:   In  order  to  get  that  potato  farming  going,  Watney  needs  to  bring  some  Martian  dirt  into  his  camp  (the   Hab).  He  has  a  surface  area  of  92  m2  he  can  use,  and  needs  to  cover  it  to  a  depth  of  10cm.  What  volume   (in  m3)  does  he  need?  Then  to  water  this  soil,  Watney  needs  40L  of  water  for  every  m3  of  soil.  How  much   water  does  he  need?               Challenge  4:   To  produce  enough  water,  Watney  needs  to  use  hydrogen  &  oxygen.  He  has  a  supply  of  oxygen  available   to  him,  but  needs  to  produce  hydrogen  from  hydrazine  (N2H4)  rocket  fuel.  He  has  292L  of  hydrazine   available.  Assuming  90%  efficiency  in  the  reaction,  how  many  liters  of  hydrogen  should  he  be  able  to   produce?   N2H4  →  N2  +  2H2                 With  that  much  hydrogen,  how  many  liters  of  water  should  he  be  able  to  produce?  2H2  +  O2→  2H2O       Is  it  enough  to  meet  his  farming  needs  (from  Challenge  3)?             Would  Watney  be  able  to  carry  all  292L  of  hydrazine?  It  has  a  density  of  1.021  kg/L.  On  Earth,  a  kilogram   weighs  2.2lbs,  but  Mars  only  has  40%  of  the  gravity  of  Earth.  How  much  would  that  292L  weigh  on  Mars?               Challenge  5:   This  is  a  visual  problem  to  solve.  Get  a  tangram  set  from  your  teacher.  The  4  pieces  can  be  put  together  to   create  a  simple  polygon.  Figure  it  out  &  show  your  teacher  when  finished.