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A tripulação da missão espacial Ares 3 recolhem material em Acidalia Planitia no planeta Marte em Sol 18. Devido a uma forte tempestade são obrigados a abortar a missão. Na evacuação, um deles, Mark Watney, é atingido por destroços. Os outros acreditam que ele morreu e partem. A NASA informa ao público o ocorrido e seu funeral simbólico é realizado. Porém, Watney sobreviveu: um pedaço de antena e sangue seco tamparam o furo em seu traje. Medica-se e passa registrar seu cotidiano em vídeo.
Mesmo sem possibilidade de sobreviver a vista, recorre a ciência. Primeiramente como botânico graduado pela Universidade de Chicago, improvisa uma estufa no interior do alojamento com fezes, solo marciano e água produzida a partir de hidrazina para o cultivo de batatas. Pensando a longo prazo, planeja alcançar a cratera Schiaparelli, distante 3.200 km onde pousará a tripulação da próxima missão, a Ares IV, dali a quatro anos. Aumenta a autonomia do roverpegando as baterias do outro rover danificado e não acionando o aquecimento interno, ao instalar um perigoso gerador termoelétrico de radioisótopos bem atrás de si.
Enquanto isso, no Centro Espacial Lyndon Johnson, Mindy Park nota diferenças nas imagens vindas do local da missão no planeta e informa ao Dr. Vincent Kapoor - diretor das missões a marte. Convencido que Mark Watney ainda está vivo, reúne-se com o administrador da NASA, Teddy Sanders, o diretor de controle de vôo da nave Hermes, Mitch Henderson e a diretora de Relações públicas, Annie Montrose. Decidem não revelar a tripulação da Hermes, contra a opinião de Henderson, para não distraí-los em sua jornada de volta a Terra.
Numa tentativa de comunicar-se com a NASA, dirige-se ao local de pouso da sonda Mars Pathfinder lançada em 1997 e inativa desde então para resgata-la. Seus deslocamentos são acompanhados pelo controle da missão e Kapoor percebe a intenção de Watney. Dirige-se a sede do Laboratório de Propulsão a jatopara examinar uma réplica da sonda. Em Sol 109 Watney retorna ao alojamento e consegue reativar a Pathfinder. Por meio da câmera da sonda estabelece uma comunicação rudimentar com a réplica do Laboratório utilizado-se do sistema hexadecimal. A partir daí obtém instruções de hackear o rover para este conectar-se a Pathfinder e esta com a NASA. A comunicação é estabelecida e fica aborrecido ao saber que a tripulação da Hermes não foi informada que ainda vive.
Enquanto isso, ouve a contragosto a música disco dos pertences da comandante da missão Melissa Lewis. O planejamento parece que irá dar certo: a comida durará até a próxima missão de suprimentos. Porém em Sol 134 um compartimento do alojamento sofre uma infiltração e a plantação é totalmente destruída. A NASA diminui ao máximo o prazo para o envio da missão de suprimentos ignorando até as inspeções de segurança. O lançamento da sonda, no entanto, falhou. A agência espacial chinesa CNSA oferece ajuda disponibilizado seu foguete Taiyang Shen. Enquanto isso, um especialista em Astrodinâmica do Laboratório de propulsão, Rich Purnell, elabora uma trajetória para a Hermes retornar a Marte mais rapidamente com combustível e suprimentos do foguete chinês em Sol 561. Apesar de achar o plano viável, Teddy Sanders o rejeita priorizando a segurança do retorno da Ares III. O plano é enviado anonimamente a tripulação da Hermes, que concorda por unanimidade, e altera suas coordenadas a revelia da NASA. Esta acaba cedendo.
Sete meses depois, em Sol 461, Watney deixa o alojamento a bordo do rover em direção a cratera Schiaparelli. Chega em Sol 538 onde está instalada o VAM, o veículo de ascensão a Marte. Seguindo as instruções da NASA de tornar o VAM o mais leve possível, livra-se de todo o peso prescindível, inclusive do bico e das janelas, cobrindo-a apenas com lona. Em Sol 561 ele decola do planeta para a interceptação com a Hermes.
De volta a terra, Watney torna-se instrutor da NASA para aspirantes a astronautas. A missão Ares V é lançada.
Um resumo sobre o filme perdido em Marte está descrito abaixo;
Filme Perdido em Marte
O filme perdido em marte relata a história da tripulação em uma missão de exploração espacial em Marte.
Ocorre que durante a missão houve uma tempestade que fez com que a missão tivesse que ser abortada;
Durante a evacuação um dos astronautas, Mark Watney, é atingido por destroços.
O estante dos astronautas acreditou que Mark tivesse morrido e realizam um funeral simbólico, porém, descobrem após um tempo que Watney sobreviveu;
Assim, começa toda a jornada de Mark que tenta comunicar-se com a NASA e sobreviver em um planeta inóspito;
Mark consegue estabelecer uma comunicação e a NASA organiza uma viagem de retorno para Mark, que consegue retornar a terra e se torna instrutor da NASA para aspirantes a astronautas.
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