Что будет если упасть в космосе. Что будет с человеком без скафандра в открытом космосе? Основные мифы, развенчать или подтвердить которые мы намерены
Мы любим смотреть фильмы о космосе, однако черпать по ним знания о жизни не всегда верно. Так, в фильмах показывается, что человек, оказавшись в космосе без скафандра, может взорваться или заледенеть.
Человек взорвется?
Нет, человек не взорвется, сколько бы ярко это ни показывали в фантастических фильмах. На то они они и фантастические - законы жанра обязывают, но в реальности такого с человеком не произойдет. Нужно признать, что логика в этом мифе все же есть, поскольку вполне логично предположить, что из-за большой разницы давлений человек "надуется" и может лопнуть, как воздушный шар.
По факту человек просто выдохнет весь воздух, так как при перепаде давления в скафандре в 1 атмосферу, на мягкое небо, площадь которого можно условно считать за 4 квадратных сантиметра, нагрузка будет 40 килограмм. Человек при всем желании не сможет сдержать воздух. И, конечно, не взорвется. Человеческие ткани - не эластичный воздушный шар и не такие хрупкие, как хворост.
Человек замерзнет?
Вопреки представлениям, человек, оказавшийся в космосе без скафандра, не превратится в ледышку и не станет мгновенно замерзать, поскольку космос - вакуум, не холодный и не горячий, тепло там передается только излучением, а оно у человека ничтожно. Человек ощутит прохладу, а с поверхности тела будет испаряться вода. Мгновенное замерзание человеку точно не грозит - в отсутствии атмосферы тепло будет отводиться от организма очень медленно
Жидкости закипят?
Кровь у человека, оказавшегося в космосе без скафандра, точно не закипит, так как если внешнее давление падает до нуля при кровяном давлении 120/80 температура кипения крови составит 46 градусов, а это выше температуры тела. Кровь, в отличие от той же слюны, находится в закрытой системе, вены и сосуды позволяют ей находиться в жидком состоянии даже при низком давлении.
Вода, в отличие от крови, начнет быстро испаряться, причем со всех поверхностей тела, включая глаза. Также вскипание воды в мягких тканях вызовет увеличение объема некоторых органов примерно вдвое и повреждение органов. Считается также, что человек, оказавшись в вакууме, может ощутить признаки кессонной болезни, но это маловероятно, поскольку перепад в давлении будет всего в одну атмосферу.
Человек загорится?
Загореться - не загорится, но обгореть может. В космосе отсутствует защита от ультрафиолета. На всех открытых участках тела, подвергшихся прямому солнечному излучению, появятся ультрафиолетовые ожоги.
Человек задохнется?
Да, человек задохнется. Примерно через 30 секунд он потеряет сознание, поскольку воздух, как мы знаем, ему придется выдохнуть, человек испытает состояние глубокой гипоксии. Произойдет потеря ориентации и зрения.
Однако, если в течении полутора минут человека все же поместить в кислородную камеру, то, вероятнее всего, он придет в себя.
В истории космонавтики было несколько прецедентов, когда человек испытывал на себе разгерметизацию в космосе. 19 авгута 1960 года астронавт Джозеф Киттингер совершал прыжок с высоты 31300 метров. Герметичность правой перчатки Киттингера была нарушена, отчего рука сильно распухла и болела.
В 1965 американский астронавт оказался в вакуумной камере, сознание он потерял через 14 секунд. Он помнил, что у него за это время закипела слюна на языке.
Существует много мифов относительно того, что может произойти человеком, который окажется в открытом космосе без защитного скафандра. Есть различные версии, но сегодня вы узнаете, какие из них действительно вероятны, а какие просто вымысел.
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.
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?
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.
