Follow Rumbur on Twitter
LJ feed

В открытый космос без скафандра

У многих после просмотра киноленты «Пекло» (в оригинале Sunshine), появился один очень интересный и волнующий вопрос. В одном из эпизодов картины, герои без скафандров перелетают из одного космического корабля в другой. Разве это возможно? Ведь отсутствие внешнего давления, температура в тени, приближенная к абсолютному нулю, не дают ни единого шанса на выживание белкового, теплокровного организма. 

Крайне низкая температура должна бы практически мгновенно заморозить тело, превратив его в кусок льда. В случае если обледенение будет проистекать более медленно, то за счет отсутствия внешнего давления, вода, содержащаяся в тканях организма должна практически мгновенно закипеть и тело разорвет изнутри избыточным давлением. В любом случае, умрет белковое существо практически мгновенно. Однако, все далеко не так, как кажется на первый взгляд. 

Если не попытаться задержать дыхание, пребывание в космосе в течение примерно половины минуты вряд ли приведёт к необратимым повреждениям. Задержка дыхания может повредить лёгкие (что-то подобное происходит с водолазами при быстром подъёме), и могут возникнуть проблемы с барабанной перепонкой — если евстахиевы трубы неплотно закупорены, но теория предсказывает, — и эксперименты на животных в открытом космосе подтверждают это, — что воздействие вакуума не оказывает немедленного повреждения. 

Вы не взорвётесь.
В 1960 году во время высотного парашютного прыжка с воздушного шара-зонда имел место инцидент с воздействием вакуума на часть тела, когда у Джо Киттингера (Joe Kittinger, Jr.) упало давление в правой перчатке во время подъема на 103000 футов (19,5 миль или 31,4 км) в негерметизированной гондоле. Несмотря на потерю давления, он продолжил полёт, хотя в руке появилась сильная боль и она потеряла подвижность. После того, как он вернулся на землю, состояние его руки нормализовалось. 

Киттингер писал в National Geographic (ноябрь 1960 г.): 
«На высоте 43000 футов (13,1 км) я понял, что не так. Моя правая рука ведёт себя неправильно. Я проверил давление в перчатке; воздушного пузыря в ней не было. Перспектива подвернуть кисть руки почти полному вакууму на пике подъёма вызвала у меня определенное беспокойство. Из своего предыдущего опыта я знал, что рука будет раздуваться, в ней почти прекратится кровообращение, возникнет сильнейшая боль… Я решил продолжить подъём, и не стал сообщать наземному управлению о моих трудностях. Кровообращение почти прекратилось в моей разгерметизированной правой руке на высоте 103000 футов (31,4 км), она стала жёсткой и болезненной. Во время посадки Дик смотрит на мою распухшую руку с беспокойством. Тремя часами позже опухоль спала, не оставив никаких последствий».

Кровь не закипит благодаря защитным свойствам кожи и действию системы кровообращения. Кровь внутри организма находится под более высоким давлением, чем во внешней среде. Обычно кровяное давление составляет 75/120. «75» означает, что между ударами сердца, кровь находится под давлением 75 Torr (примерно 100 мбар) выше внешнего давления. Если внешнее давление падает до нуля, при кровяном давлении 75 Torr температура кипения воды составляет 46°С (115°F). Это значительно выше температуры тела 37°С (98,6°F). Кровь не закипит, потому что эластичное давление стенок кровеносных сосудах удержит давления достаточно высоким, так что температура тела будет ниже температуры кипения — по крайней мере, до тех пор, пока сердце не прекратит биться (а в этот момент вам придётся беспокоиться совсем о других вещах!).
Если быть совсем точными, кровяное давление изменяется в зависимости от того, в каком месте организма она измеряется, поэтому вышеприведенное заявление следует понимать как обобщение. Однако в силу возникновения небольших очагов локализовавшегося пара давление там повышается. В тех местах, где кровяное давление ниже, давление пара будет расти до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. В результате общее давление будет одинаковым.

Вы не заморозитесь поскольку, хотя в космической среде, как правило, очень холодно, тепло не передаётся от органов достаточно быстро… В практическом смысле, в космосе нет температуры — нельзя измерить температуру вакуума, потому что там её нет. Остаточных молекул вещества, находящихся в вакууме, недостаточно, чтобы проявился эффект температуры. Космос — не «холодный» и не «горячий», он «никакой». Зато космос очень хороший изолятор. (По сути, вакуум — это то, что находится между стенками термоса). У космонавтов, как правило, возникает больше проблем с перегревом, чем с поддержанием необходимой температуры. Если вы окажетесь в космосе без скафандра, ваша кожа ощутит лёгкую прохладу — вследствие того, что вода будет испаряться с поверхности кожи. Но вы не заморозитесь до твердого состояния!

Вы не потеряете мгновенно сознание, так как потеря сознания происходит только после прекращения поставки кислорода в кровь… Ещё в 1965 году в NASA’s Manned Spacecraft Center (ныне переименован Johnson Space Center) проводили испытания в вакуумной камере, моделируя ситуацию, когда испытуемый оказывается в почти полном вакууме (менее 1 фунта на квадратный дюйм) — например, в случае утечки воздуха из космического скафандра. Испытуемый оставался в сознании около 14 секунд — примерно столько времени требуется крови, лишённой кислорода, чтобы попасть из лёгких в мозг. Разрежение в скафандре не доходило до полного вакуума, давление начинали восстанавливать через 15 секунд. Испытуемый приходил в сознание при давлении эквивалентном высоте около 15.000 футов (4,5 км). Позднее испытуемый сообщил, что он мог чувствовать и слышать утечку воздуха, а его последним воспоминанием было, как вода на языке начинает закипать. 

Зафиксировано несколько случаев пребывания людей в вакууме без видимых последствий. В 1966 техник НАСА в Хьюстоне подвергся декомпрессии до состояния космического вакуума при аварии во время испытания скафандра. Техник потерял сознание через 12–15 секунд. Когда давление было восстановлено примерно через 30 секунд, он пришёл в сознание, без явного ущерба для организма. 

Единственное, что может с вами случиться — ожог, если кожа подвергается воздействию прямого солнечного света без какой-либо защиты от интенсивного ультрафиолетового излучения. 

Так что не стоит верить всему Голливуду, когда при попадании в открытый космос, организм мгновенно умирает. Все может быть далеко не так.

via

Понравился материал? Подпишитесь на нашу рассылку и получайте интересные материалы ежедневно!

0
24 января 2009 года

Поделитесь с друзьями

Опубликовать в twitter.com Опубликовать в своем блоге livejournal.com

... и присоединяйтесь к нам в вашей любимой социальной сети!

Комментарии

alexxz28 января 2009 года в 13:30
Ого, я, конечно, не в праве спорить с богом научной фантастики Артуром Кларком, но когда читал рассказ "Сделайте глубокий вдох", я искренне подумал, что в нём Кларк отошёл от науки. Спасибо что вывели меня из заблуждения. lib.ru/KLARK/r_deep.txt
mincha30 января 2009 года в 09:25
Обязательно прочитаю. Спасибо за ссылку.
Bilbo13 февраля 2009 года в 23:02
Получается нет необходимости в таких громоздких скафандрах как сейчас?Достаточно аппарата для дыхания и защиты от излучения?
Bilbo17 февраля 2009 года в 12:50
Мне никто не ответит?
mincha17 февраля 2009 года в 13:34
Да, по сути нет такой уж необходимости. Однако, в первую очередь идет запас прочности. Мало кто согласится выходить в космос, если при нештатной ситуации будет лишь 10 секунд на возвращение...

Даже обычный лифт расчитывается исходя из нагрузки - 2 тонны груза. В экстримальных областях - запас прочности еще выше.
Rava23 июня 2009 года в 13:40
Очень позновательно
Ogorodnik26 января в 21:57
Здравствуйте. Спасибо за интересную статью. Понимаю, что немного опоздал с комментариями, но все же в надежде, автор ответит мне, спрошу: почему вы не упомянули о том, что при переходе в безвоздушное пространство, все газы растворенные в тканях и жидкостях организма моментально выйдут из своего растворенного состояния, ведь на них не будет действовать вообще никакое давление извне? По сути дела, разовьется острая кесонная болезнь. Я не слышал о каких либо экспериментах с живыми существами в космическом вакууме, может, и правда, ничего страшного не случится, но теоритически-живое существо превратится в мусс. Если Вам что-либо известно по этому поводу, поделитесь пожалуйста. Спасибо.
mincha26 января в 22:37
В том и дело, что моментально не выйдет. То, что на поверхности - да, испарится. Это все слизистые, глаза - они высохнут действительно практически моментально, если будут открыты. Все остальное тело будет раздуваться постепенно, у вас будет достаточно времени для возвращения в космический корабль, проплывающий рядом. Кессонная болезнь будет, но тут главное ее не запустить до летального исхода.

Не так давно был фильм "Пекло". В одном из эпизодов обыгрывается, как космонафты переходили без скафанров из одного корабля в другой. Не смотря на все выкрики воспитанных на "Голливуде" зрителей - то, что показано в фильме и будет в реальности.
Ogorodnik26 января в 23:00
Вы меня не совсем правильно поняли: газы, растворенные в крови, в жировой, нервной, хрящевой, костной тканях-все эти газы выйдут из растворенного состояния и образуют пузыри-не из-за понижения температуры кипения, а из-за того, что на границе сред на них не будет действовать то воздушное давление, которое действовало на них внутри корабля и определяло их растворенное состояние. Вещество в газообразном состоянии займет объем бОльший, чем в жидком (сжатом), и этот объем просто механически "разорвет" ту ткань, где он образовался. Даже если то, что останется от человека вернется в корабль, газ-то, конечно, растворится снова, а вот ткань уже погибла. На земле кессонная болезнь развивается, мне кажется, при не таких резких перепадах: 765 и 0,-а меньших. Поэтому, я думаю, последствия буду именно такими, а не эмболия пузырьками азота.
mincha26 января в 23:37
Все совершенно верно. Единственное, что газы не выйдут из тканей врывообразно. На все про все есть секунд 10-15. Чем ближе к этому порогу, тем больше необратимых последствий будет в теле. Несколько секунд 2-3-5 пройдут без потерь, а уж дальше как повезет - многое зависит от индивидуальности.

Говорить, что там наверху вообще все чудесно, конечно нельзя.

Слабо разбираюсь в миллиметрах ртутного столба, если мне не изменяет память, то давление на глубине 30-40 метров равняется 4 атмосферы. Можете помочь перевести, сколько будет мм. рт. ст. в четырех атмосферах?
makc27 января в 01:12
Погружение примерно на 10 метров - плюс одна избыточная атмосфера, или лишние 760 мм рт. ст.
mincha27 января в 08:19
Ну значит так и есть. Резкое всплытие с 10 метров - получаем кессонную болезнь. Так же и в космосе. Максимум что грозит - кессонная болезнь. Раздутие как пузырь и эффектный хлопок с разлетом кусков мяса нам не грозит :))
Ogorodnik31 января в 19:04
Как уже было сказано, 10 метров водного столба=760 мм рт.ст.=1 атмосфера. Вычитал, что рекомендованная скорость подъема с глубины составляет 18 м/мин www.webdive.ru/...amp;id_art=75 То есть, примерно 1.8 атмосферы/мин, или 0.03 атмосферы/сек, или 22.8 мм.рт.ст/сек. Конечно, если превысить этот лимит даже в два раза, ничего опасного не происходит, как описано в статье, но и скорость изменения давления тогда будет составлять примерно 46 мм.рт.ст/сек. А в случае выхода в космос давление изменяется со скоростью примерно в 33 раза большей, чем рекомендованная, согласитесь, это немало.
Второе, что нашел-погружения делятся на глубоководные и неглубоководные по следующему принципу: "Глубоководным считается то погружение, после которого водолаз, возвращаясь к водной поверхности, должен через определенные интервалы времени делать остановки; погружение, после которого водолаз может сразу подняться на поверхность, считается неглубоководным. Максимальная глубина, с которой можно за один проход выйти на поверхность, равна 11 м." slovari.yandex.ru/...f/1001187.htm
То есть, человек может нырнуть, так сказать, прибавив себе атмосферу, и вынырнуть, убавив ее, без всякого вреда. Но это же не происходит за одну секунду, а то и меньше, если мы говорим о выходе в космический вакуум. Не знаю, может кто-то из людей и поднимался с глубины со скоростью 10 м/сек, но никогда не слышал. Кажется, максимальная скорость подводной лодки составляет примерно 70 км/час, а это примерно 20 м/сек., человеку такого просто не дано. Он может, конечно, на каком-нибудь хитром приспособлении это сделать, но делал ли кто-нибудь?
Плюс, не забывайте, что когда человек выныривает из воды здесь на Земле, на него все еще действует 1 атмосфера, а в космосе ее нет. Это может быть важным.
P.S. Надеюсь, что все расчеты верны, если нет, извините, исправьте, пожалуйста.
mincha31 января в 20:20
Вот мы и пришли к тому, что:
"Не знаю, может кто-то из людей и поднимался с глубины со скоростью 10 м/сек, но никогда не слышал."
Другими словами - не поверим, пока не проверим.

Возможно, что где то вы и правы, но я как-то больше доверяю в этом вопросе специалистам NASA, специально моделировавшим похожую ситуацию. То, как я вижу - я описал выше в комментариях. Большего ничего не могу вам сказать, к сожалению.
Ogorodnik31 января в 20:35
Ну, все равно, спасибо.
bobrik30 июля в 21:14
Скажите все же, из-за чего объекты в космосе охлаждаются.
mincha1 августа в 21:19
В основном из-за испарения газов с поверхности. А так... дело все в том, что космос - это не вакуум, где нет ничего. В нем полным полно частиц. И предметы остывают так же как и на земле, отдавая свою тепловую энергию этим частицам. Другое дело, что время на остывание отличается от земного.
Только зарегистрированные и вошедшие на сайт пользователи могут оставлять комментарии.