Что будет в открытом космосе без скафандра. Что будет с телом человека, если он выйдет в космос без скафандра

А сколько человек может находиться в
космическом пространстве без скафандра?
-Да практически ВЕЧНО...
(народный юмор)

Может ли выжить человек без скафандра в открытом космосе? Голливуд предлагает различные версии того, что случается с человеком в вакууме. От мгновенного замерзания до лопающихся глаз и кровеносных сосудов. Самый, наверное яркий эпизод с Арнольдом Шварцнегером на Марсе. Выглядел он при этом несколько жутковато, но, в общем выжил. В "Одиссее 2001 года" так пошли еще дальше - там герой умудряется проскочить без скафандра из одного корабля до другого. Возможно ли это?

Какие проблемы поджидают космического путешественника в открытом космосе?

Начнем с температуры. Считается, что температура в открытом космосе стремится к абсолютному нулю -273 С градусам. С набором высоты температура воздуха падает. Однако, при практически полном отсутствии воздуха, конвективного теплообмена также не будет происходить, следовательно тепло практически не будет теряться. Также, как между стенками колбы термоса, откуда откачан воздух. Космос - большой термос, который не дает остыть планете. Основная проблема с температурой в космических аппаратах, это отнюдь не охлаждение, а, наоборот, перегрев вызванный невозможностью отвести тепло. Несомненно, практически мгновенно будет испаряться жидкость с поверхности кожи, вызвав ее местное охлаждение, а также испарятся слюна и слезы.

Далее. Излучение, включающее в себя не только видимый солнечный свет, но и прочее излучение в широком спектре - ультрафиолет, радиоактивное и электромагнитное излучение - все то что изрядно фильтруется и отражается различными слоями атмосферы - все это представляет изрядную опасность для незащищенной кожи. Солнце достаточно быстро нагреет поверхность кожи, лишенную возможности охлаждаться привычным путем, отдавая тепло в воздушную среду. Но, думается, несколько секунд пребывания в открытом космосе не окажутся смертельными по этой причине. Ожоги будут, радиации хватанется изрядно. Но выжить можно.

Будет ли кипеть кровь внутри организма из-за понижения давления? Однозначно - нет. Кровь находится под более высоким давлением, чем во внешней среде, а именно обычное кровяное давление составляет порядка 75/120. То есть между ударами сердца, давление крови 75 Torr (примерно 100 мбар) выше внешнего давления. Если внешнее давление упадет до нуля, то при кровяном давлении 75 Torr температура кипения воды составит 46°С, что выше температуры тела. Эластичное давление стенок кровеносных сосудах удержит давление крови достаточно высоким, и температура тела будет ниже температуры кипения.

И подошли, наконец, непосредственно к основной проблеме, которую встретит лишенный герметичного скафандра космонавт в открытом космосе - вакууму.

1. Раздует ли человека из-за разницы давлений? Не настолько, что бы он взорвался, поскольку прочности кожи вполне достаточно, чтобы выдержать внутреннее давление крови и других жидкостей.

2. На языке слюна видимо будет кипеть и испаряться . В 1965 году в NASA из-за поврежденного скафандра астронавт был в течение 15 секунд подвержен воздействию вакуума (мене 1 бар) в барокамере. Человек еще находился в сознании первые 14 секунд, а последнее, что он запомнил это как слышал утечку воздуха и закипающую на языке слюну. (Он после этого, кстати, выжил). Напомним, на всякий случай, что хотя происходит кипение слюны, температура ее не повышается, а скорее наоборот - понижается из-за испарения.

3. Опыты на животных при декомпрессии до состояния вакуума, дают следующие предположения. Скорее всего, человек в открытом космосе сохранит сознание в течение 9–11 секунд. После этого из-за недостатка кислорода наступает паралич, судороги мышц и снова паралич. Одновременно происходит образование водяного пара в мягких тканях и в венозной крови, что приведет к распуханию организма, возможно, до двукратного объема. Впрочем, даже точно подогнанная эластичная одежда может полностью предотвратить распухание - эбуллизм при снижении давления до 15 мм ртутного столба. 4. Сердечная деятельность. Пульс сначала может увеличиться, но затем будет быстро снижаться. Артериальное кровяное давление упадет в течение 30–60 секунд, венозное же повысится из-за распирания венозной системы газом и паром. Венозное давление в течение одной минуты достигнет уровня артериального давления, эффективная циркуляция крови практически прекратится.

5. Остатки воздуха и водяного пара будут выходить через дыхательные пути, что охладит рот и нос почти до температуры замораживания. Испарение с поверхности тела также будет приводить к охлаждению, но более медленно.

6. Животные, на которых проводились опыты, гибли вследствие фибрилляции сердца в течение первых минут еще в условиях близких к вакууму. Однако, они как правило, выживали, если восстановление давления происходило в течение примерно 90 секунд.

Таким образом, можно сделать выводы, что человек, оказавшийся внезапно в условиях вакуума, вряд-ли самостоятельно в течение 5–10 секунд сможет оказать себе помощь, однако если его успеют спасти в течение минуты-полутора, то, несмотря на серьёзные повреждения организма, можно предположить, что у него есть немаленькие шансы выжить и восстановить основных функции жизнедеятельности.

Кроме непосредственного воздействия вакуума, есть еще одна серьезная проблема - это декомпрессия сама по себе, которая может иметь катастрофические последствия. В том случае, если космонавт при резком понижении давления рефлекторно попытается задержать дыхание, это почти неминуемо приведет к разрыву легких. Такая декомпрессия называется даже получила название «взрывной». Спасти человека будет уже невозможно. Вызванный испугом выброс адреналина ускоряет темп сжигания кислорода», в результате время полезного сознания уменьшается от 9–12 секунд до 5-6.

Случаев пребывания людей в вакууме без видимых последствий было зафиксировано несколько. Много больше произошло случаев, когда человека спасти не удавалось. Основные патологические изменения, как правило, связаны с удушьем. Считается, что основными причинами смерти в этом случае могут быть острая сердечно-сосудистая и дыхательная недостаточность, разрыв легких и отрыв их от внутренних стенок грудной полости…

Еще одной из вероятных проблем в ходе быстрой декомпрессии является расширение газов в полостях тела, которое может повлечь за собой существенные последствия. Из-за расширяющегося газа, находящегося в желудке и кишечнике, диафрагма смещается вверх что может воспрепятствовать дыхательным движениям и воздействовать на отростки блуждающего нерва. Это может послужить причиной сердечно-сосудистой депрессии, и даже вызывать снижение артериального давления, потерю сознания и шок. Впрочем, внутрибрюшное расстройство после быстрой декомпрессии исчезает как только выходит наружу избыточный газ.

Анализируя вышеизложенное, можно прийти к выводу, что наиболее среди кинематографистов наиболее точно отображены эффекты воздействия вакуума на человека в Одиссее 2001 года. Те несколько секунд пребывания в открытом космосе герою, который практически двигался в это время по инерции к шлюзы, астронавт в принципе мог пережить. Герой Щварцнегера, находящийся на поверхности Марса в ситуации, предложенной создателями фильма, также выглядит вполне правдоподобно, поскольку там есть, хоть и сильно разряжённая, но какая-то атмосфера. Поэтому процессы будут иметь не такой быстрый характер как в открытом космосе.

А вот еще более интересный вопрос, который мы оставляем на обдумывание читателям. Сможет ли когда-нибудь человек путем эволюции или генной модификации приспособиться к жизни в открытом космосе?

Существует множество мифов, связанных с пребыванием человека в открытом космосе без скафандра. Одни говорят, что несчастного ждет мгновенное замораживание, другие утверждают, что неудачливого космонавта сразу же испепелит космическая радиация, а третьи рассказывают, что кровь внутри организма закипит и человек умрет через секунду. Так ли это на самом деле и как долго можно прожить в космосе без скафандра?

Несчастный сразу же превратится в ледышку

Можно с уверенностью ответить, что мгновенно превратиться в ледяную глыбу не суждено. Космос, конечно, очень холодный, вот только его плотность чрезвычайно мала. Поэтому человеческому телу никак не удастся передать свое тепло – ведь кругом пустота. Кстати, одна из главных проблем на МКС — не защита экипажа от холода, а, наоборот, отвод от станции тепла.

Человека испепелит космическая радиация

Космическая радиация, безусловно, опасна. Заряженные частицы пронзают космонавта, вызывая лучевую болезнь. Но чтобы получить смертельную дозу, нужно провести в космосе довольно длительное время, за которое вы успеете умереть под влиянием других факторов. Обычная одежда, покрывающая тело, способно защитить тело от большинства ожогов. А вот если вы окажетесь в космосе полностью голым, последствия даже недлительного пребывания могут быть плохими.

Кровь закипит из-за низкого давления

Но вдруг у человека закипит кровь и разорвет кровеносные сосуды? Ведь в космосе очень низкое давление, которое способствует уменьшению температуры закипания жидкости. Но ведь кровь внутри организма будет продолжать находиться под собственным давлением и чтобы закипеть, ей нужно будет достичь температуры в 46°С, которой, как известно, у живых людей не наблюдается. Зато, если вы высунете язык, то почувствуете, как закипает ваша слюна. Но в этом случае ожога не будет, ведь кипеть она будет при низкой температуре.

Космонавт взорвется из-за перепада давления

Давление в космосе опасно другим: из-за его перепада внутренние органы человека могут увеличиться, и тело раздуется до двух раз. Но красочно разорваться и «забрызгать» космос внутренностями не получится: наша кожа обладает достаточной эластичностью, чтобы сдержать столь сильное расширение, а если вы носите обтягивающую одежду, то ваши размеры и вовсе останутся такими же, как и прежде.

Станет нечем дышать

Бо льшую опасность давление представляет для нашей дыхательной системы. Насколько мы помним, кислорода в космосе нет, поэтому время жизни человека без скафандра зависит от того, сколько он может не дышать. Но это не будет похоже на то, как если бы мы оказались под водой, где достаточно задержать дыхание и попытаться выплыть. Если задержать дыхание в вакууме, разница в давлении просто разорвет ваши легкие, и тогда спасти человека станет уже невозможно. Единственный способ продлить себе жизнь – позволить газам стремительно выйти из вашего тела (при этом возможны такие неприятности, как опорожнение кишечника или желудка). Когда кислород стремительно покинет ваш организм, у вас останется примерно 14 секунд, пока насыщенная кислородом кровь будет продолжать питать ваш мозг, а затем вы потеряете сознание. Но означает ли это неизбежную гибель? Нет! Наш хрупкий, на первый взгляд, организм, способен выжить даже в столь чуждой и враждебной обстановке. Ученые полагают, что если человека после полутораминутного пребывания в космическом пространстве доставить в безопасное место, он не только выживет, но и полностью восстановит свои функции через несколько дней.

Эксперименты на животных показали, что шимпанзе даже после трёхминутного пребывания в условиях, приближенных к вакууму, через несколько часов приходят в норму. При этом у них наблюдались описанные выше симптомы: расширение тела и потеря сознания из-за отсутствия кислорода. Эксперименты с собаками показали, что наши четвероногие друзья переносят вакуум намного хуже шимпанзе: предел выживаемости составляет не более двух минут.

Полностью доверять опытам с шимпанзе и собаками не следует: человеческое и звериное тело могут по-разному реагировать на окружающую их среду. И, хотя такие опыты над людьми никто ставить не будет, мы можем судить о воздействии вакуума на человеческий организм по несчастным случаям, которые происходили с космонавтами. В 1965 году техник Джим Лебланк испытывал в вакуумной камере герметичность нового скафандра, который был предназначен для лунных экспедиций. Во время одного из тестов, когда давление в камере было приближено к космическому, произошла разгерметизация скафандра, и уже через 14 секунд человек потерял сознание. Стандартная процедура восстановления давления до нормального занимала 30 минут, тогда как команда ученых рискнула ускорить процесс и восстановила давление всего за полторы минуты! Сознание вернулось к Лебланку, когда давление в барокамере соответствовала земному на высоте 4,5 км над уровнем моря. Другим инцидентом является полёт корабля Союз-11. Во время спускания аппарата на землю, произошла разгерметизация космического аппарата. Маленький не вовремя открывавшийся вентиляционный клапан размером в полтора сантиметра стал причиной гибели трёх космонавтов. По данным записывающей аппаратуры, все трое потеряли сознание через 22 секунды после разгерметизации, а жизнедеятельность перестала фиксироваться через 2 минуты. Всего экипаж провел в околовакуумном пространстве около 11,5 минут. Когда аппарат приземлился, и встречающая команда открыла люк, реанимировать космонавтов уже было поздно.

Первым эффектом, который ощутит на себе оказавшийся в открытом космосе человек, будет расширение воздуха в легких и пищеварительном тракте, вызванное падением внешнего давления. Жертва внезапной декомпрессии может существенно повысить свои шансы на выживание, просто выдохнув. Если не выпустить воздух из легких в течение первых секунд, их может просто разорвать, в кровоток попадут крупные пузыри воздуха — и то, и другое ведет к неминуемой смерти. Скорее всего, спасительный выдох окажется криком, который издаст космонавт, осознавший свое положение. Впрочем, этот крик вряд или будет кем-либо услышан — как известно, в безвоздушном космосе звуки не распространяются.

В отсутствии атмосферного давления вода начнет быстро испаряться, поэтому с поверхности глаз и рта жертвы улетучится вся влага. Начнется вскипание воды в мускулах и мягких тканях, из-за чего некоторые части тела увеличатся примерно вдвое относительно своего нормального объема. Расширение вызовет многочисленные разрывы капилляров, хотя будет недостаточным для того, чтобы порвать кожу. Через несколько секунд растворенный в крови азот также начнет образовывать пузырьки газа, вызывая «кессонную болезнь», от которой страдают ныряльщики: эти пузырьки закупоривают мелкие сосуды, затрудняя циркуляцию крови по организму и вызывая тем самым кислородное голодание тканей. На всех открытых участках тела, подвергшихся прямому солнечному излучению, появятся ультрафиолетовые ожоги. Несмотря на жуткий холод, моментальная заморозка жертве не грозит, поскольку в отсутствии атмосферы тепло будет отводиться от организма очень медленно.

В течение целых десяти секунд человек будет сохранять трезвый ум и способность к активным действиям. В принципе, этого может оказаться достаточным для принятия срочных мер к спасению. Иначе уже через пару мгновений мозг начнет испытывать острый недостаток кислорода, наступит потеря зрения и ориентации. В отсутствии атмосферы газообменный процесс в легких пойдет в обратную сторону: кислород изымается из крови и выбрасывается в пространство, что, в совокупности с кессонными эффектами, ускоряет наступление глубокой гипоксии — кислородного голодания тканей. Полная потеря сознания случится несколькими секундами позднее, причем к этому моменту кожа пострадавшего примет отчетливо синюшный оттенок.

Несмотря на глубокий коллапс, мозг жертвы все еще будет оставаться неповрежденным, а сердце все еще будет биться. Если в течение полутора минут пострадавший будет помещен в камеру с кислородной атмосферой, он, скорее всего, довольно быстро придет в себя, отделавшись лишь незначительными повреждениями организма (правда, вызванная гипоксией слепота может сохранятся еще какое-то время). По истечении же 90-секундного срока давление в кровеносной системе упадет настолько, что кровь начнет закипать, а сердце остановится. После этого возврат к жизни уже невозможен.

Таким образом, время выживания незащищенного человека в открытом космосе измеряется не секундами, а скорее минутами. Этот удивительный факт лишний раз свидетельствует о том, насколько жизнестойким является человеческий организм.

1. В течение первых 10–15 секунд вы остаётесь в сознании и чувствуете, как с языка испаряется влага.
То же самое происходит со всей поверхностью тела - как при сильном потоотделении.
Поэтому в безвоздушном пространстве человек ощущает ледяной холод.

2. Возможны приступы тошноты и рвоты, поскольку газы из желудка и кишечника стремительно выталкиваются наружу.
(На заметку: перед выходом в открытый космос от газировки и острых соусов лучше воздержаться).

3. Если евстахиевы трубы в ушах закупорены ушной серой или чем-нибудь другим,
то могут возникнуть проблемы с внутренним ухом, если нет - всё в порядке.

4. Частота сердцебиения резко возрастает, потом постепенно падает, так же, как и артериальное давление.
Венозное давление неуклонно растёт по мере образования в организме пузырьков газа.

5. Тело может раздуться до размеров, вдвое превышающих обычные, кожа натягивается,
если, конечно, вы не одеты в плотный эластичный костюм.

6. Согласно «Сборнику данных по космической биологии»,
точно подогнанная эластичная одежда может полностью предотвратить образование пузырьков газа
при снижении давления до 15 торр (миллиметров ртутного столба).
Для сравнения: нормальное атмосферное давление - 760 торр, а давление на поверхности Луны - около 10–11 торр.
Кровь закипает при 47 торр. Тело раздувается за счёт того, что жидкость в мягких тканях переходит в газообразное состояние.
Однако кожа достаточно прочна, чтобы выдерживать это давление.
Так что, вас не разорвёт на части, вы просто раздуетесь, как воздушный шар.

7. По мере того, как тело выталкивает пар через нос и рот, а содержание жидкости в организме сокращается,
вы ощущаете всё больший холод. Рот и язык становятся ледяными.

8. Если вы при всём этом окажетесь ещё и под прямыми солнечными лучами (без специальных защитных средств),
то получите сильнейший солнечный ожог.

9. Из-за недостатка кислорода кожа приобретает голубовато-пурпурный оттенок, известный как цианоз.

10. Мозг и сердце остаются в относительном порядке примерно 90 секунд.
Когда кровяное давление падает до 47 торр, кровь начинает закипать и сердце постепенно останавливается.
После этого вам уже ничто не поможет.

11. Но если давление восстановить вовремя, то организм постепенно придёт в норму.
Правда, на некоторое время вы потеряете зрение и способность двигаться. Но со временем обе функции восстановятся.
Кроме того, несколько дней вы не будете ощущать вкус еды.

12. С другой стороны, если вы задерживаете дыхание или пытаетесь препятствовать свободному
выходу воздуха во время внезапной декомпрессии как-то иначе,
то «повышение внутрилёгочного давления приведёт к настолько сильному расширению
грудной клетки, что может вызвать разрывы в лёгких и разрушение капилляров.
Удерживаемый воздух выдавливается из лёгких в грудную клетку, и через повреждённые кровеносные сосуды проникает
непосредственно в общий кровоток. А через кровоток пузырьки воздуха распространяются уже по всему телу
и легко могут добраться до таких жизненно важных органов, как сердце и мозг».
Нечто похожее может произойти во время декомпрессии на борту самолёта, летящего на большой высоте.
Если такое случится - помните, что задерживать дыхание ни в коем случае нельзя.

В течение 10 секунд человек, парящий в космосе, сможет сохранять трезвый ум и способность мыслить. Сердце все еще будет биться.

Помните фантастические фильмы про космос? Каждый раз, когда очередной герой по какой-либо причине, вроде взрыва космического корабля, попадает в безвоздушное пространство с поврежденным скафандром или вовсе без него, режиссеры представляют нам кадры мгновенно замерзающего человека, либо человека, взрывающегося на части. Его вены набухают, глаза неестественно выпячиваются из глазниц, либо тело через пару секунд превращается в лед. Бедняга может по их представлению даже загореться! Но что будет с настоящим живым человеком, если он в реальности вылетит в космос голышом или с пробитым шлемом от скафандра? Как долго он сможет оставаться живым и есть ли у него хоть какой-то шанс на выживание?

Вылетев в открытый космос, человек сразу испытает внезапную декомпрессию, вызванную падением внешнего давления. Точнее, его отсутствием снаружи вовсе. При перепаде давления в скафандре в 1 атмосферу, на наше мягкое небо нагрузка будет равна 40 кг. Человек при всем желании не сможет сдержать воздух, и вынужден будет его выдохнуть. Если же воздух из легких не будет выпущен по какой-либо исключительной причине в течение первых секунд нахождения в космосе, их может просто разорвать или в кровоток попадут крупные пузыри воздуха. Все это приведет к моментальной смерти.

При отсутствии привычного атмосферного давления с поверхности глаз и рта резко начнет испаряться влага. Сердце участит свой ритм, который затем постепенно упадет вместе с артериальным давлением. В отсутствие внешнего давления температура кипения человеческой крови при нормальном внутреннем давлении составит 46 градусов. Поэтому кровь у человека, оказавшегося в космосе без скафандра, не закипит. Так как кровь находится в закрытой системе, вены и сосуды позволяют ей находиться в жидком состоянии при низком давлении. Испарятся или закипать в отличие, например от слюны, она не сможет.

Зато вода, находящаяся в мускулах и мягких тканях, этому процессу подвержена. Поэтому ткани тела человека могут набухнуть и увеличатся примерно вдвое. Расширение вызовет многочисленные разрывы капилляров. Через несколько секунд азот в крови начнет образовывать пузырьки газа. Конечно, человек может ощутить все признаки кессонной болезни, но это маловероятно, так как перепад в давлении будет все в туже 1 атмосферу. Зато ожоги получить можно на 100%. В этом фантасты правы, правда, преувеличив это явление на свой лад в виде сгорания тела до угольков. Прямое солнечное излучение создаст на поверхности кожи ультрафиолетовые ожоги.

Несмотря на жуткий холод, отсутствие атмосферы не даст теплу мгновенно покинуть тело. Оно будет остывать постепенно, при этом кожей человек может ощутить только прохладу. Космос – это вакуум, тепло в нем передается только излучением, а оно у человека ничтожно. Но «ледяная космическая бездна» - не образ, она действительно существует.

В течение 10 секунд человек, парящий в космосе, сможет сохранять трезвый ум и способность мыслить. Сердце все еще будет биться. После этого мозг начнет испытывать острый недостаток кислорода. Человек, потеряет зрение и ориентацию в пространстве. Если в течение 1,5 минут его вытащить из бездны и поместить в кислородную камеру, он сможет придти в себя. Если нет, то кислород полностью выйдет из крови и выйдет в космос, что приведет к глубокой гипоксии. Полная потеря сознания случится несколькими секундами позднее. Из-за нехватки кислорода кожа приобретет голубовато-пурпурный оттенок. В науке этот эффект называется цианозом. По истечении более 90 секунд с момента попадания человека в открытый космос он умрет.

Время выживания человека в открытом космосе измеряется минутами. В этом фантасты оказались неправы, описав все невероятные гибели своих персонажей в доли секунд. Если человека в течение пары минут вернуть обратно в место с кислородом и с нормальным атмосферным давлением, его можно будет спасти. Однако на некоторое время она потеряет зрение и способность двигаться. В течение нескольких дней он не сможет ощущать вкус пищи.