Многие люди часто интересуются «А что произойдет, если...?». Данная статья расскажет, что произойдет с человеком, оказавшимся в открытом космосе при отсутствии защитного скафандра. Существуют несколько ошибочных версий, основанных не на реальных экспериментальных данных, а, скорее, взятых из фантастических фильмов. Статья поможет отличить правду от вымысла и разобраться в причинно-следственных связях.
Особенность открытого космоса - практически полный вакуум. В вакууме отсутствует атмосферное давление, это сильно разряженный газ. Но как это сказывается на человеке? Сколько времени в запасе для спасения и существует ли оно в принципе?
Бытует мнение, что человек моментально взорвется. Это миф. Кожа является надежным защитником. Кроме того, кожа отлично помогает сохранять внутреннее давление организма в первое время, вследствие чего кровь не закипит от резкого изменения давления. Давление снижаться, конечно, будет, но постепенно. Из-за снижения давления возникнет эбуллизм, выражающийся в появлении в жидкостях организма пузырьков. При этом тело может увеличиться в размерах в два раза.
Но существуют и другие жидкости, не имеющие надежной защиты, например, слюна. Опытным способом установили, что слюна может закипеть в открытом космосе, так как давление в вакууме практически отсутствует, а слюна имеет температуру тела. Но закипание произойдет не моментально. В космосе жидкости испаряются достаточно медленно. Помимо слюны, испаряться начнут прочие незащищенные жидкости со слизистых оболочек и даже глаз.
Может ли человек замерзнуть в космосе? Может, но это достаточно продолжительный процесс. В космосе нет теплопроводности, там ни жарко, ни холодно, поэтому таким способом отдавать тепло не получится. Тепло теряется в результате излучения. Человек постоянно излучает тепло, но в обычной жизни это практически незаметно. Людей защищает одежда, греет солнце и земля, атмосфера хорошо изолирует, вследствие чего отданное тепло возвращается. В космосе не существует изоляторов, поэтому тепло начнет постоянно уходить.
Кроме того, вследствие отсутствия изоляторов велика вероятность приобрести ожоги. В космосе невероятно сильное ультрафиолетовое излучение. Достаточно буквально 10 секунд для получения ожогов, сравнимых с последствиями длительного пребывания на пляже.
В открытом космосе ни при каких обстоятельствах нельзя пытаться задержать дыхание. Подобные ошибочные действия могут привести к разрыву легких. Легкие и дыхательные пути не предназначены для удерживания атмосферного давления в вакууме. Конечно, задержать дыхание в космосе достаточно трудно, так как воздух начнет оказывать колоссальное давление на мягкое небо. Человек не выдержит и инстинктивно выдохнет. Но лучше даже не пытаться.
Сколько можно прожить в космосе без скафандра
Главная опасность открытого космоса для человека - полное отсутствие кислорода. Как было сказано, в космосе нельзя задерживать дыхание на вдохе, поэтому запаса кислорода в организме не будет. Но система кровообращения продолжит функционировать в обычном режиме, вследствие чего через 15 секунд даже самый тренированный человек потеряет сознание из-за нехватки кислорода в мозге. Кроме этого, незадолго до потери сознания человек перестанет ориентироваться в пространстве и видеть. Но он еще жив и его реально спасти в течение двух минут. Остальные органы не настолько чувствительны к кислородному голоданию. По истечению двух минут человек просто задохнется.
При условии, что человека, оказавшегося в открытом космосе доставят в течение первых минут в безопасное место, он выживет и отделается эбуллизмом, ожогами от ультрафиолетового излучения и временной слепотой. Как видно, человеческим организм является крайне живучим, ведь даже в вакууме время на спасение исчисляется не секундами, а минутами.
Для тех, кто не хочет смотреть видео
Ни у кого нет сомнений в том, что в открытом космосе человек без скафандра умрет. Но как именно? Версий много, но какая из них верна?
Переохлаждение
Температура в открытом космосе составляет минус 271 градус по Цельсию. Чем выше температура тела, тем быстрее движутся молекулы в нем. Быстрые молекулы горячего тела ударяются о молекулы холодного тела и теряют свою скорость – при этом тело остывает. Однако у космоса очень маленькая плотность, на высоте 400 километров – это меньше одной квадриллионной грамма на кубический сантиметр (0,000000000000001). Так что передавать тепло человеку будет просто некому, поэтому он в космосе не замерзнет, а будет ощущать лишь легкую прохладу.
Солнечное излучение
От Солнца можно получить сильный ожог или перегреться, ведь в космосе много ультрафиолета, который на Земле задерживается атмосферой. Поэтому получить ожог открытых частей тела там можно уже через 10 секунд. Но одежда способна полностью от этого защитить. Что касается перегрева, даже если вы будете поглощать все солнечное излучение, потребуется минимум 24 минуты, чтобы достичь летальной температуры в 43 градуса по Цельсию.
Разница давлений
В космосе очень низкое давление, оно почти равно нулю, а внутри человека сохраняется одна атмосфера. Однако это слишком незначительная разница – наши ткани достаточно прочны, чтобы выдержать такую нагрузку. Человек может раздуться, но не лопнуть. Однако это раздутие приведет к сжатию кровеносных сосудов и уже через 90 секунд кровоток может прекратиться, что приведет к смерти. Но что может убить человека еще раньше?
Закипание крови
При понижении давления температура кипения любой жидкости понижается. Но даже если снаружи будет нулевое давление, внутри кровеносных сосудов оно сохранится. При давлении в 75 мм ртутного столба кровь будет закипать при температуре 46 градусов по Цельсию. Но изначально она имеет температуру тела – 36,6 – поэтому она будет недостаточно горячей, чтобы закипеть.
Кессонная болезнь
Все жидкости могут растворять в себе газ. Кровь тоже способна растворять в себе азот и кислород, которые мы вдыхаем. При резком понижении давления возможен следующий эффект: этот растворенный газ выделяется обратно в виде пузырьков, которые могут закупорить кровеносные сосуды и привести к смерти. Это и называется кессонная болезнь. Больше всего этой опасности подвержены водолазы. На глубине 40 метров давление в пять раз больше, чем на поверхности, поэтому при резком всплытии могут проявиться симптомы кессонной болезни.
Но когда мы в космосе, мы имеет дело с перепадом давления от одной до нуля атмосфер. При таких параметрах диаметр образующихся пузырьков меньше восьми микрометров, а диаметр самых маленьких сосудов от 8 до 12 микрометров. Получается, что этот эффект в космосе не влечет никаких серьезных последствий.
Недостаток кислорода
Можно ли в космосе задержать дыхание? – Нет. Давление в легких довольно высокое и сила, с которой оно будет вырываться наружу, очень большая, так что этому нельзя будет препятствовать. В результате очень большого выдоха человек потеряет весь запас кислорода, и у него останется около 10 секунд до того момента, как он упадет в обморок. Так что именно именно недостаток кислорода является наиболее вероятной причиной смерти человека в космосе без скафандра.
В первую очередь стоит сказать, что вы не взорвётесь и ваша кровь не закипит. Ваше тело не потеряет свою целостность только из-за того, что вы находитесь в вакууме. Вы могли заметить кое-что полезное, что покрывает вас с головы до ног - это ваша кожа. Она превосходно справляется со своей работой: удерживает ваши внутренности внутри. Она эластична и очень прочна, так что можете не переживать, что лопнете, как воздушный шарик. Кроме того, кожа будет поддерживать ваше внутреннее давление на достаточно высоком уровне, чтобы ваша кровь не закипела.
Температура - а точнее, её нехватка - также не сможет сразу вас прикончить. В холодной воде человек быстро переохлаждается не из-за температуры воды, а из-за того, что она является очень хорошим проводником тепла. Всё тепло, выработанное вашим метаболизмом, тут же «вытягивается» из вашего тела. В вакууме нет конвекции - и теплопроводимости тоже нет. Единственным способом потерять тепло остаётся излучение. Каждый человек светится в инфракрасном спектре, излучая тепло мощностью около 100 ватт. Электрическая лампочка была прекрасной аналогией вырабатываемой человеком энергии, пока мы не перешли на энергосберегающие и светодиодные лампочки; но смысл вы всё равно поняли. Обычно мы даже не замечаем потерю этой энергии: укутанные в слой изолирующего воздуха, подогреваемые Солнцем над головой и землёй под ногами, мы получаем назад всё то тепло, которое теряем. Так что мы можем радостно излучать энергию днями напролёт.
В космосе же вас нечему изолировать, так что в конце концов вы замёрзнете насмерть. Но, к счастью, потеря 100 ватт тепла очень незначительна в сравнении с массой вашего тела. В безвоздушном пространстве пройдёт очень много времени, прежде чем вы превратитесь в эскимо.
Самым слабым звеном является ваша предательская система кровообращения. В космосе нет воздуха, а значит, нет кислорода. Но ваша кровь этого не знает. Она циркулирует через ваши лёгкие, чтобы подобрать «автостопщика» - очередную порцию O2 - и продолжает свой путь, с пассажиром или без. Ваше сердце продолжает биться, и лишённая кислорода кровь расходится по всему телу. В частности, она идёт в мозг.
При кислородном голодании ваш «центральный процессор» уходит в энергосберегающий режим гибернации. Через 15 секунд после того, как вы покинете шлюз космической станции, вы потеряете сознание. Тем не менее вы всё ещё будете живы. Если какой-нибудь добрый космический самаритянин подберёт вас и в течение одной-двух минут доставит в безопасное место, с вами всё будет в порядке. Ну, не считая эбуллизма и неприятного загара от жёсткого ультрафиолетового излучения. Это не очень приятно, но жить можно.
Если же вы останетесь в космосе более чем на две минуты, остальные органы также «отрубятся» из-за нехватки кислорода - на медицинском языке это называется «смерть».
И ещё: во имя Армстронга, не задерживайте дыхание! Ваши лёгкие и дыхательные пути не рассчитаны на сдерживание атмосферного давления в вакууме. Если вы задержите дыхание, то столкнётесь с той же проблемой, с которой сталкиваются водолазы при слишком быстром подъёме на поверхность: разорванные лёгкие.
Звучит ужасно, но ведь никто не думал, что прогулки в открытом космосе будут приятны, правда?
1. Человек не превратится мгновенно в ледышку?
Нагревание или охлаждение происходит либо из-за контакта с холодной внешней средой, либо через тепловое излучение.
В вакууме среды нет, контактировать не с чем. А если точнее, то в вакууме присутствует очень разряженный газ, который из-за своей разряженности дает очень слабый эффект. В термосе вакуум используют как раз для того, чтобы сохранить тепло! Не имея контакта с холодным веществом, герой вовсе не будет испытывать обжигающего холода.
2. Замерзать придется долго
Что касается излучения, то человеческое тело, попав в вакуум, будет постепенно отдавать тепло излучением. В термосе делают стенки колбы зеркальными, чтобы удержать излучение. Этот процесс довольно медленный. Даже если на космонавте нет скафандра, но есть одежда, она поможет сохранить тепло.
3. Поджариться?
Зато можно загореть. Если дело происходит в космосе недалеко от звезды, то можно получить солнечный ожог на оголенных участках кожи - как от чрезмерного загара на пляже. Если дело происходит где-нибудь на орбите Земли, то эффект будет сильнее, чем на пляже, так как там нет атмосферы, которая защищает от жесткого ультрафиолета. 10 секунд достаточно для получения ожога. Но все же это тоже не обжигающий жар, к тому же одежда тоже должна защитить. А если речь идет о дырке в скафандре или трещине в шлеме, то на эту тему можно не беспокоиться.
4. Кипящая слюна
Температура кипения жидкостей зависит от давления. Чем меньше давление, тем ниже температура кипения. Поэтому в вакууме жидкости будут испаряться. Это обнаружилось в экспериментах - не сразу, но слюна закипает, так как давление почти нулевое, а температура языка - 36 С. Видимо, то же самое произойдет со всеми слизистыми оболочками (на глазах, в легких) - они будут высыхать, если только из организма не будет поступать новая слизь.
Кстати, если взять не просто жидкую пленку, а большой объем воды, тогда, наверное, будет эффект как у «сухого льда»: снаружи испарение, с испарением быстро теряется тепло, за счет этого внутренняя часть замерзает. Можно предположить, что шарик воды в космосе частично испарится, а в остальном превратится в кусочек льда.
5. Кровь вскипит?
Эластичная кожа, сосуды, сердце создадут достаточное давление, чтобы ничего не кипело.
6. Эффекта шампанского тоже не предвидится
У аквалангистов есть такая неприятность, как кессонная болезнь. Причина - то, что происходит с бутылкой шампанского.
Кроме кипения есть еще растворение газов в крови. Когда давление падает, газы превращаются в пузырьки. В шампанском выходит растворенный углекислый газ, а у аквалангистов - азот.
Но этот эффект происходит при больших перепадах давления - хотя бы в несколько атмосфер. А при попадании в вакуум перепад всего в одну атмосферу. В статье на эту тему ничего не говорится, никакие симптомы не описываются - видимо, этого недостаточно.
7. Воздух изнутри разорвет?
Предполагается, что жертва его выдохнет - и потому не разорвет. А если не выдохнет? Оценим угрозу. Пускай в скафандре поддерживается давление в 1 атм. Это 10 кг на квадратный сантиметр. Если человек пытается задержать дыхание, то на пути воздуха встает мягкое небо. Если там площадь хотя бы 2×2 см, то получится нагрузка в 40 кг. Вряд ли мягкое небо выдержит - человек выдохнет сам, как сдувшийся шарик.
8. Человек задохнется?
Вот это и есть основная и реальная угроза. Дышать то нечем. Сколько человек может продержаться без воздуха? Тренированные ныряльщики - несколько минут, нетренированный человек - не больше минуты.
Но! Это на вдохе, когда в легких полно воздуха с остатками кислорода. А там, помните, придется выдохнуть. Сколько простой человек может продержаться на выдохе? Секунд 30. Но! На выдохе легкие не «скукоживаются» до конца, остается немного кислорода. В космосе, видимо, кислорода останется еще меньше (сколько удастся удержать). Конкретное время, через которое человек потеряет сознание от удушья известно - порядка 14 секунд.
Человек не замерзнет мгновенно
Охлаждение или нагревание происходит в результате теплового излучения, либо контакта с холодной внешней средой.
В космосе в вакууме контактировать нес чем, нет ни холодной, ни горячей внешней среды. Там присутствует лишь очень разряженный газ. В термосах, например, вакуум используется для сохранения тепла. Обжигающего холода человек без скафандра не ощутит, поскольку он не будет соприкасается с холодным веществом.
Замерзать придется долго
Человеческое тело, оказавшись в вакууме , начнет постепенно отдавать свое тепло, посредством излучения. Стенки колбы термоса делают зеркальными, чтобы как можно дольше удерживать тепло. Процесс отдачи тепла достаточно медленный. Поэтому даже при отсутствии скафандра, но при наличии какой-либо одежды тепло будет сохраняться дольше.
Космический загар
Зато загореть в космосе очень даже возможно. Если человек оказался в космосе на относительно близком расстоянии от звезды, то на его открытых участках кожи может появиться ожег, как от чрезмерного пребывания на солнце на пляже. Если же человек находится где-нибудь на орбите нашей планеты, то эффект будет значительно сильнее, чем на пляже, поскольку отсутствует атмосфера, защищающая от воздействия ультрафиолетовых лучей. Всего десяти секунд будет достаточно для получения достаточно сильного ожога. Но одежда должна защитить человека в подобной ситуации, а по поводу дырки в шлеме или в скафандре паниковать тоже не стоит.
Кипящая слюна
Известно, что температура кипения жидкостей напрямую зависит от давления. Поскольку чем уровень давления ниже, тем, соответственно, ниже и температура кипения. Так что в вакууме жидкости постепенно начнут испаряться. Такой вывод ученые смогли сделать на основании проведенных экспериментов. Слюна рано или поздно закипит, поскольку давление практически отсутствует, а температура во рту 36 градусов. Скорее всего, все слизистые ждет такая же участь. Если слизь не будет возобновляется из организма, то слизистые будут высыхать.
Кстати, если провести подобный эксперимент с большим объемом воды, то результат предвидится иной. Вероятнее всего можно будет наблюдать эффект сухого льда, когда внутренняя часть замерзает, а внешняя часть испаряется. Предположительно, водный шар в космосе частично замерзнет, а частично испариться.
Закипит ли кровь ?
От закипания крови в космосе человека смогут уберечь его эластичная кожа, сердце и сосуды. Они создадут давление, которого будет достаточно для предотвращения закипания крови.
Возможен ли «эффект шампанского »?
Скорее всего, этой неприятности человек, находящийся в космосе, сможет избежать. Кессонная болезнь иногда настигает аквалангистов, в результате воздействия на их организм резкого снижения давления. При этом происходит растворение газов в человеческой крови.
Процесс этот аналогичный тому, что происходит в бутылке с шампанским. При снижении давления газы превращаются в маленькие пузырьки. В шампанском из жидкости выходит растворенный углекислый газ, а в случае с аквалангистами – азот.
Но данный эффект наблюдается при перепадах давления в несколько атмосфер. Когда человек попадает в вакуум, происходит перепад всего в одну атмосферу. Для превращения крови в шампанское этого, вероятнее всего, не достаточно.
Воздух, находящийся в легких, разорвет
Предположительно, человек выдохнет воздух, находящийся внутри, и поэтому его не разорвет. Есть ли вероятность, что можно не выдохнуть воздух? Допустим, в скафандре давление находится на уровне одной атмосферы, это соответствует десяти килограммам на один квадратный сантиметр. При попытке задержать дыхание воздуху воспрепятствует мягкое небо. Если предположить, что его площадь хотя бы два квадратных сантиметра, то получается нагрузка в сорок килограмм. Маловероятно, что небо сможет выдержать подобную нагрузку, так что человек вынужден будет выдохнуть подобно сдувающемуся шару.
Задохнется ли человек ?
Это основная реальная угроза для человека в космосе, в котором совершенно нечем дышать. Самые натренированные ныряльщики способны продержаться без воздуха всего несколько минут, а человек без специальной подготовки – около минуты. Но эти цифры верны для задержки воздуха на вдохе. А в космосе человеку придется выдохнуть, как мы уже раньше отмечали.
На выдохе человек может продержаться секунд тридцать. А в космосе и того меньше. Известно время, по истечению которого человек лишится сознания от удушья – оно составляет приблизительно четырнадцать секунд.
Коль мы уже заговорили о космосе следует вспомнить об астрологии . Перейдя по ссылке, вы можете не только почитать астрологические прогнозы для знаков Зодиака, но и почерпнуть много полезной информации на форуме астрологов.