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Tras la tormenta, Watney es despertado por la alarma de bajo nivel de oxígeno de su traje y regresa al “Hab” (Hábitat), la base de operaciones de la tripulación en Marte. Se extrae una pieza de antena del abdomen, que había perforado su traje y destruido su biomonitor, lo que dio lecturas erróneas de sus signos vitales, e inicia un vídeo diario. Es consciente de que su única posibilidad de rescate es la llegada de la misión ''Ares IV'' al [[Schiaparelli (cráter)|cráter Schiaparelli]], a 3200 kilómetros de distancia, dentro de cuatro años, y que va a necesitar sus conocimientos científicos para sobrevivir. Tras calcular que tiene comida para solo 300 soles (aproximadamente 309 días terrestres), Watney, ingeniero mecánico y botánico, improvisa un campo de cultivo, dentro del Hab con suelo marciano fertilizado con excrementos de la tripulación empaquetados al vacío, agua fabricada extrayendo hidrógeno de [[hidracina]], un combustible de cohete sobrante, oxidándola mediante combustión, y patatas reservadas para una comida del [[Día de Acción de Gracias]]. También limpia los paneles solares del Hab y empieza a modificar el único [[rover]] funcional para hacer el largo viaje a través de Marte.
 
Al revisar fotos de satélite de Marte, siguiendo instrucciones de Vincent Kapoor, Directordirector de la Misiónmisión, la especialista en satélites Mindy Park se da cuenta de que Watney ha sobrevivido. A pesar de las objeciones de Mitch Henderson, Directordirector de Vuelovuelo de la ''Hermes'', el director de la [[NASA]] Teddy Sanders decide no informar a la tripulación, creyendo que les distraería de su misión.
 
Watney viaja con el rover para recuperar la sonda [[Mars Pathfinder|''Pathfinder'']], con la que se perdieron las comunicaciones en 1997. Utilizando la cámara del módulo de descenso, establece una rudimentaria comunicación con el equipo del [[Laboratorio de Propulsión a Chorro|JPL]]. La NASA le envía instrucciones para modificar el rover y que, a través de la ''Pathfinder'', puedan comunicarse por texto. Watney se enfada cuando le dicen que la tripulación no ha sido informada de su supervivencia, y Sanders autoriza a Henderson a informarles.
 
Considerando que el cultivo de patatas le permitiría sobrevivir hasta el sol 900, Henderson y Bruce Ng, Directordirector del JPL, preparan un plan para enviar una [[sonda espacial]] a Marte con suministros para Watney, con suficiente comida hasta la llegada del ''Ares IV''. Cuando un fallo en la esclusa del Hab provoca una descompresión explosiva, las plantas de Watney mueren y Sanders ordena acelerar los trabajos de la misión de suministro saltándose las inspecciones de seguridad. Desafortunadamente, el lanzador con la sonda de suministro explota inmediatamente tras el despegue.
 
La [[Administración Espacial Nacional China]] ofrece a la NASA la ''Taiyang Shen'', una [[lanzadera espacial]] secreta que podría llevar una carga a Marte. Mientras tanto, el físico [[Astrodinámica|astrodinámico]] del JPL Rich Purnell ha calculado una maniobra de [[asistencia gravitatoria]] para enviar a la ''Hermes'' de vuelta a Marte más rápidamente, utilizando la lanzadera china para abastecerla para su viaje adicional de 18 meses. Para ello realiza una reunión secreta a la que llaman "Proyecto Elrond"; en dicha reunión les simplifica los detalles de la maniobra y Sanders rechaza el plan porque no quiere arriesgar las vidas de la tripulación, pero Henderson a escondidas envía los detalles a la ''Hermes''. Lewis y su tripulación votan por unanimidad ejecutar el plan, y la NASA, imposibilitada para detenerles, acepta reabastecer a la ''Hermes'' mientras vuela alrededor de la Tierra, usando la gravedad para acelerar de vuelta hacia Marte.
Para ello, realiza una reunión secreta a la que llaman "Proyecto Elrond", en dicha reunión les simplifica los detalles de la maniobra y Sanders rechaza el plan porque no quiere arriesgar las vidas de la tripulación, pero Henderson a escondidas envía los detalles a la ''Hermes''. Lewis y su tripulación votan por unanimidad ejecutar el plan, y la NASA, imposibilitada para detenerles, acepta reabastecer a la ''Hermes'' mientras vuela alrededor de la Tierra, usando la gravedad para acelerar de vuelta hacia Marte.
 
Después de 461 soles, Watney inicia su viaje de 90 soles hacia el cráter Schiaparelli, donde el VAM de la misión ''Ares IV'' ya ha aterrizado. Para poder alcanzar a la ''Hermes'' a su paso sobre Marte, Watney tiene que hacer modificaciones drásticas en el VAM para reducir su masa, retirando equipo del interior, las ventanas, el morro y paneles exteriores; Watney llevará su traje espacial puesto y no tendrá acceso a controles, así que la nave deberá ser operada a distancia desde la ''Hermes''; lo lanzan pero no alcanza ni la altura ni la velocidad planeadas. La ''Hermes'' utiliza sus cohetes de maniobra para cambiar de trayectoria y una descompresión de su propia atmósfera interna para frenar. Lewis utiliza una [[Unidad de Maniobra Tripulada|mochila propulsada]] mediante gas nitrógeno a presión para acercarse a la nave de Watney, pero no puede alcanzarlo. Watney pincha el guante de su traje y utiliza el chorro de aire que escapa como un cohete en miniatura para acercarse a Lewis. La tripulación se reúne y por todo el mundo multitudes celebran la noticia.
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