Spazio senz'anima: morte nello spazio. Uomo nello spazio senza tuta spaziale

Molte persone spesso si chiedono “Cosa accadrebbe se…?” Questo articolo ti dirà cosa succede a una persona che si ritrova nello spazio senza tuta protettiva. Esistono diverse versioni errate, basate non su dati sperimentali reali, ma piuttosto tratte da film di fantascienza. L'articolo ti aiuterà a distinguere la verità dalla finzione e a comprendere le relazioni di causa-effetto.

La particolarità dello spazio esterno è un vuoto quasi completo. Nel vuoto non c'è pressione atmosferica; è un gas altamente scaricato. Ma come influisce questo su una persona? Quanto tempo è rimasto per la salvezza ed esiste in linea di principio?

C'è un'opinione secondo cui una persona esploderà all'istante. È un mito. La pelle è un protettore affidabile. Inoltre, la pelle aiuta perfettamente a mantenere inizialmente la pressione interna del corpo, in conseguenza della quale il sangue non bolle a causa di un improvviso cambiamento di pressione. La pressione, ovviamente, diminuirà, ma gradualmente. A causa della diminuzione della pressione si verificherà l'ebullismo, che si esprime nella comparsa di bolle nei fluidi corporei. In questo caso, il corpo può raddoppiare le sue dimensioni.

Ma ci sono altri liquidi che non hanno una protezione affidabile, ad esempio la saliva. È stato stabilito sperimentalmente che la saliva può bollire nello spazio, poiché nel vuoto non c'è praticamente alcuna pressione e la saliva ha la temperatura corporea. Ma l'ebollizione non avverrà all'istante. Nello spazio, i liquidi evaporano abbastanza lentamente. Oltre alla saliva, altri liquidi non protetti dalle mucose e persino dagli occhi inizieranno ad evaporare.

Una persona può congelarsi nello spazio? Forse, ma è un processo piuttosto lungo. Non c'è conduttività termica nello spazio, lì non fa né caldo né freddo, quindi non sarà possibile trasferire il calore in questo modo. Il calore viene perso per irraggiamento. Una persona irradia costantemente calore, ma nella vita ordinaria è quasi impercettibile. Le persone sono protette dagli indumenti, riscaldate dal sole e dalla terra, l'atmosfera isola bene, per cui viene restituito il calore sprigionato. Non ci sono isolanti nello spazio, quindi il calore inizierà a fuoriuscire costantemente.

Inoltre, a causa della mancanza di isolanti, c'è un'alta probabilità di ustioni. Nello spazio c'è una radiazione ultravioletta incredibilmente forte. Bastano letteralmente 10 secondi per provocare ustioni paragonabili alle conseguenze di una lunga permanenza in spiaggia.

Nello spazio, in nessuna circostanza dovresti tentare di trattenere il respiro. Tali azioni errate possono portare alla rottura del polmone. I polmoni e le vie aeree non sono progettati per reggere pressione atmosferica nel vuoto. Naturalmente, trattenere il respiro nello spazio è piuttosto difficile, poiché l'aria inizierà a esercitare un'enorme pressione sul palato molle. La persona non sarà in grado di sopportarlo ed espirerà istintivamente. Ma è meglio non provarci nemmeno.

Quanto tempo puoi vivere nello spazio senza tuta spaziale?

Il principale pericolo dello spazio per gli esseri umani è completa assenza ossigeno. Come già detto, nello spazio non è possibile trattenere il respiro mentre si inspira, quindi non ci sarà apporto di ossigeno nel corpo. Ma il sistema circolatorio continuerà a funzionare come al solito, per cui dopo 15 secondi anche la persona più allenata perderà conoscenza a causa della mancanza di ossigeno nel cervello. Inoltre, poco prima di perdere conoscenza, una persona cesserà di navigare nello spazio e di vedere. Ma è ancora vivo e può essere salvato entro due minuti. Altri organi non sono così sensibili alla carenza di ossigeno. Dopo due minuti la persona semplicemente soffocherà.

A condizione che una persona che si trova nello spazio venga portata in un luogo sicuro entro i primi minuti, sopravviverà e scapperà con ebullismo, ustioni da radiazioni ultraviolette e cecità temporanea. Come puoi vedere, il corpo umano è estremamente tenace, perché anche nel vuoto il tempo di salvataggio non viene calcolato in secondi, ma in minuti.

1. Una persona non si trasformerà istantaneamente in un cubetto di ghiaccio?

Il riscaldamento o il raffreddamento avviene o per contatto con un ambiente esterno freddo oppure per irraggiamento termico.

Nel vuoto non esiste alcun mezzo, non c'è nulla con cui entrare in contatto. Più precisamente, nel vuoto si trova un gas molto rarefatto, che, a causa del suo stato rarefatto, dà un effetto molto debole. In un thermos il vuoto serve proprio a trattenere il calore! Senza entrare in contatto con una sostanza fredda, l'eroe non sentirà affatto il freddo bruciante.

2. Ci vorrà molto tempo per congelarsi

Per quanto riguarda le radiazioni, allora corpo umano, una volta nel vuoto, cederà gradualmente calore per irraggiamento. In un thermos, le pareti del pallone sono realizzate a specchio per trattenere le radiazioni. Questo processo è piuttosto lento. Anche se l'astronauta non indossa una tuta spaziale, ma ha dei vestiti, questi lo aiuteranno a tenerlo al caldo.

3. Essere fritti?

Ma puoi abbronzarti. Se ciò accade nello spazio non lontano da una stella, allora puoi ottenerlo scottature solari su zone nude della pelle - come a causa di un'abbronzatura eccessiva sulla spiaggia. Se ciò accade da qualche parte nell'orbita terrestre, l'effetto sarà più forte che sulla spiaggia, poiché lì non esiste un'atmosfera che protegga dalle forti radiazioni ultraviolette. 10 secondi sono sufficienti per provocare un'ustione. Tuttavia, anche questo non è un caldo ardente e inoltre anche i vestiti dovrebbero proteggere. E se stiamo parlando riguardo a un buco in una tuta spaziale o a una crepa in un casco, non devi preoccuparti di questo argomento.

4. Saliva bollente

Il punto di ebollizione dei liquidi dipende dalla pressione. Più bassa è la pressione, più basso è il punto di ebollizione. Pertanto, nel vuoto, i liquidi evaporeranno. Questo è stato scoperto negli esperimenti - non immediatamente, ma la saliva bolle, poiché la pressione è quasi zero e la temperatura della lingua è di 36 C. Apparentemente, la stessa cosa accadrà con tutte le mucose (negli occhi, nei polmoni) - si seccheranno, se non altro dal corpo non riceveranno nuovo muco.

A proposito, se prendi non solo un film liquido, ma un grande volume d'acqua, probabilmente si verificherà un effetto simile al "ghiaccio secco": l'evaporazione avviene all'esterno, il calore viene rapidamente perso con l'evaporazione, a causa di questo l'interno si congela. Si può presumere che una palla d'acqua nello spazio evaporerà parzialmente, ma per il resto si trasformerà in un pezzo di ghiaccio.

5. Il tuo sangue bollirà?

La pelle elastica, i vasi sanguigni e il cuore creeranno una pressione sufficiente affinché nulla bolle.

6. Anche l'effetto champagne non è previsto.

I subacquei hanno un fastidio come la malattia da decompressione. Il motivo è ciò che accade alla bottiglia di champagne.

Oltre all'ebollizione, avviene anche la dissoluzione dei gas nel sangue. Quando la pressione diminuisce, i gas si trasformano in bolle. Sciolto nello champagne diossido di carbonio e per i subacquei - azoto.

Ma questo effetto si verifica con grandi differenze di pressione, almeno diverse atmosfere. E quando entri nel vuoto, la differenza è solo di un'atmosfera. L'articolo non dice nulla su questo argomento, non descrive alcun sintomo - a quanto pare questo non è sufficiente.

7. L'aria scoppierà dall'interno?

Si presume che la vittima lo espirerà e quindi non lo farà a pezzi. E se non espira? Valutiamo la minaccia. Lascia che la pressione nella tuta spaziale sia mantenuta a 1 atm. Si tratta di 10 kg per centimetro quadrato. Se una persona cerca di trattenere il respiro, il palato molle ostacola l'aria. Se l'area è di almeno 2x2 cm, il carico sarà di 40 kg. È improbabile che il palato molle resista: la persona espirerà da sola, come un palloncino sgonfio.

8. La persona soffocherà?

Questo è il principale e vera minaccia. Non c'è niente da respirare. Quanto tempo può sopravvivere una persona senza aria? Subacquei addestrati - pochi minuti, una persona non addestrata - non più di un minuto.

Ma! Questo avviene durante l'inspirazione, quando i polmoni sono pieni di aria con ossigeno residuo. E lì, ricorda, devi espirare. Quanto tempo può resistere una persona semplice mentre espira? 30 secondi. Ma! Quando espiri, i polmoni non si “retraggono” completamente; rimane un po’ di ossigeno. Nello spazio, a quanto pare, rimarrà ancora meno ossigeno (quanto può essere trattenuto). È noto il tempo specifico dopo il quale una persona perderà conoscenza per soffocamento: circa 14 secondi.

26.04.2012 00:52

1. Una persona non si trasformerà istantaneamente in un cubetto di ghiaccio?

Il riscaldamento o il raffreddamento avviene o per contatto con un ambiente esterno freddo oppure per irraggiamento termico.
Nel vuoto non esiste alcun mezzo, non c'è nulla con cui entrare in contatto. Più precisamente, nel vuoto si trova un gas molto rarefatto, che, a causa del suo stato rarefatto, dà un effetto molto debole. In un thermos il vuoto serve proprio a trattenere il calore! Senza entrare in contatto con una sostanza fredda, l'eroe non sentirà affatto il freddo bruciante.

2. Ci vorrà molto tempo per congelarsi

Per quanto riguarda l'irraggiamento, il corpo umano, una volta nel vuoto, emetterà gradualmente calore per irraggiamento. In un thermos, le pareti del pallone sono realizzate a specchio per trattenere le radiazioni. Questo processo è piuttosto lento. Anche se l'astronauta non indossa una tuta spaziale, ma ha dei vestiti, questi lo aiuteranno a tenerlo al caldo.

3. Essere fritti?

Ma puoi abbronzarti. Se ciò accade nello spazio vicino a una stella, puoi scottarti sulla pelle nuda, come se fossi abbronzato eccessivamente sulla spiaggia. Se ciò accade da qualche parte nell'orbita terrestre, l'effetto sarà più forte che sulla spiaggia, poiché lì non esiste un'atmosfera che protegga dalle forti radiazioni ultraviolette. 10 secondi sono sufficienti per provocare un'ustione. Tuttavia, anche questo non è un caldo ardente e inoltre anche i vestiti dovrebbero proteggere. E se stiamo parlando di un buco nella tuta spaziale o di una crepa nel casco, non devi preoccuparti di questo argomento.

4. Saliva bollente

Il punto di ebollizione dei liquidi dipende dalla pressione. Più bassa è la pressione, più basso è il punto di ebollizione. Pertanto, nel vuoto, i liquidi evaporeranno. Questo è stato scoperto negli esperimenti - non immediatamente, ma la saliva bolle, poiché la pressione è quasi zero e la temperatura della lingua è di 36 C. Apparentemente, la stessa cosa accadrà con tutte le mucose (negli occhi, nei polmoni ) - si seccheranno, se non altro dal corpo non riceveranno nuovo muco.
A proposito, se prendi non solo un film liquido, ma un grande volume d'acqua, probabilmente si verificherà un effetto simile al "ghiaccio secco": l'evaporazione avviene all'esterno, il calore viene rapidamente perso con l'evaporazione, a causa di questo l'interno si congela. Si può presumere che una palla d'acqua nello spazio evaporerà parzialmente, ma per il resto si trasformerà in un pezzo di ghiaccio.

5. Il tuo sangue bollirà?

La pelle elastica, i vasi sanguigni e il cuore creeranno una pressione sufficiente affinché nulla bolle.

6. Anche l'effetto champagne non è previsto.

I subacquei hanno un fastidio come la malattia da decompressione. Il motivo è ciò che accade alla bottiglia di champagne.
Oltre all'ebollizione, avviene anche la dissoluzione dei gas nel sangue. Quando la pressione diminuisce, i gas si trasformano in bolle. Lo champagne rilascia anidride carbonica disciolta, mentre i subacquei rilasciano azoto.
Ma questo effetto si verifica con grandi differenze di pressione, almeno diverse atmosfere. E quando entri nel vuoto, la differenza è solo di un'atmosfera. L'articolo non dice nulla su questo argomento, non descrive alcun sintomo - a quanto pare questo non è sufficiente.

7. L'aria scoppierà dall'interno?

Si presume che la vittima lo espirerà e quindi non lo strapperà. E se non espira? Valutiamo la minaccia. Lascia che la pressione nella tuta spaziale sia mantenuta a 1 atm. Si tratta di 10 kg per centimetro quadrato. Se una persona cerca di trattenere il respiro, il palato molle ostacola l'aria. Se l'area è di almeno 2x2 cm, il carico sarà di 40 kg. È improbabile che il palato molle resista: la persona espirerà da sola, come un palloncino sgonfio.

8. La persona soffocherà?

Questa è la minaccia principale e reale. Non c'è niente da respirare. Quanto tempo può sopravvivere una persona senza aria? Subacquei addestrati - pochi minuti, una persona non addestrata - non più di un minuto.
Ma! Questo avviene durante l'inspirazione, quando i polmoni sono pieni d'aria con ossigeno rimanente. E lì, ricorda, devi espirare. Quanto tempo può resistere una persona semplice mentre espira? 30 secondi. Ma! Quando espiri, i polmoni non si “retraggono” completamente; rimane un po’ di ossigeno. Nello spazio, a quanto pare, rimarrà ancora meno ossigeno (quanto può essere trattenuto). È noto il tempo specifico dopo il quale una persona perderà conoscenza per soffocamento: circa 14 secondi.

1. Durante i primi 10-15 secondi rimani cosciente e senti l'umidità evaporare dalla lingua.
La stessa cosa accade con l'intera superficie del corpo, come con la sudorazione abbondante.
Pertanto, in uno spazio senz'aria una persona sente un freddo gelido.

2. Sono possibili attacchi di nausea e vomito, poiché i gas dallo stomaco e dall'intestino vengono rapidamente espulsi.
(Nota: prima di andare nello spazio, è meglio astenersi dalla soda e dalle salse piccanti).

3. Se le trombe di Eustachio nelle orecchie sono bloccate dal cerume o qualcos'altro,
allora potrebbero esserci problemi con l'orecchio interno, in caso contrario è tutto in ordine.

4. La frequenza cardiaca aumenta bruscamente, poi diminuisce gradualmente, così come la pressione sanguigna.
La pressione venosa aumenta costantemente man mano che si formano bolle di gas nel corpo.

5. Il corpo può gonfiarsi fino a raddoppiare le sue dimensioni normali, la pelle diventa tesa,
a meno che, ovviamente, non indossi un abito attillato ed elastico.

6. Secondo il Compendio di biologia spaziale,
Gli indumenti elastici adattati con precisione possono impedire completamente la formazione di bolle di gas
quando la pressione scende a 15 torr (millimetri mercurio).
Per fare un confronto, la pressione atmosferica normale è di 760 torr e la pressione sulla superficie della Luna è di circa 10-11 torr.
Il sangue bolle a 47 torr. Il corpo si gonfia perché il liquido nei tessuti molli passa allo stato gassoso.
Tuttavia, la pelle è abbastanza forte da resistere a questa pressione.
Quindi non verrai fatto a pezzi, ti gonfierai semplicemente come un palloncino.

7. Man mano che il corpo espelle il vapore attraverso il naso e la bocca e il contenuto di liquidi corporei diminuisce,
senti sempre più freddo. La bocca e la lingua diventano ghiacciate.

8. Se con tutto questo ti ritrovi anche sotto le linee rette i raggi del sole(senza dispositivi di protezione speciali),
ti prenderai una grave scottatura.

9. A causa della mancanza di ossigeno, la pelle assume una tonalità blu-viola, nota come cianosi.

10. Il cervello e il cuore rimangono relativamente in ordine per circa 90 secondi.
Quando la pressione sanguigna scende a 47 Torr, il sangue inizia a bollire e il cuore gradualmente si ferma.
Dopo questo, niente ti aiuterà.

11. Ma se la pressione viene ripristinata in tempo, il corpo tornerà gradualmente alla normalità.
Tuttavia, per qualche tempo perderai la vista e la capacità di muoverti. Ma col tempo entrambe le funzioni verranno ripristinate.
Inoltre, non potrai assaggiare il cibo per diversi giorni.

12. D'altra parte, se trattieni il respiro o cerchi di impedirti di liberarti
fuga d'aria durante la decompressione improvvisa in qualche altro modo,
allora “un aumento della pressione intrapolmonare porterà ad un’espansione così forte
torace, che può causare rotture nei polmoni e distruzione dei capillari.
L'aria intrappolata viene espulsa dai polmoni nel torace ed entra attraverso i vasi sanguigni danneggiati.
direttamente nel flusso sanguigno generale. E attraverso il flusso sanguigno, le bolle d'aria si diffondono in tutto il corpo
e possono facilmente raggiungere organi vitali come il cuore e il cervello.
Qualcosa di simile può accadere durante la decompressione a bordo di un aereo che vola ad alta quota.
Se ciò accade, ricorda che non dovresti mai trattenere il respiro.

Molti probabilmente hanno visto film di fantascienza scene con una persona che va nello spazio senza tuta spaziale (ad esempio, "Total Recall", "Inferno", "A Space Odyssey", ecc.).

Inoltre, in diversi film, queste uscite finivano in modi diversi: una persona poteva sopravvivere, morire di freddo, soffocare, bruciare luce del sole eccetera. La questione è stata sollevata anche in molti forum pseudo-scientifici. Proviamo a rispondere alla domanda su cosa accadrà a una persona quando andrà nello spazio senza tuta spaziale da un punto di vista scientifico.
La maggior parte delle risposte alle domande possono essere trovate qui (in inglese), ma cercherò di delinearne l'essenza qui. In breve, queste risposte suonano così:

1. Una persona può sopravvivere se viene riportata dallo spazio atmosfera normale entro 90 secondi.

2. La persona non esploderà.

3. La persona sarà cosciente e sarà in grado di eseguire azioni attive per circa 5-10 secondi.

4. Se una persona non viene salvata, la causa principale della sua morte sarà la mancanza di ossigeno (cioè soffocherà).

Ora esaminiamo queste domande in modo più dettagliato.

L'uomo può sopravvivere?

La risposta più completa a questa domanda può essere trovata nel capitolo sulla pressione atmosferica nel Manuale di Biomedicina Spaziale, Seconda Edizione, NASA SP-3006. Questo capitolo descrive gli studi sugli effetti della decompressione del vuoto sugli animali. A pagina 5 (dopo la discussione generale basse pressioni ed ebullismo (ebullismo, formazione di bolle nei fluidi corporei con una forte diminuzione della pressione esterna)), l'autore descrive i risultati attesi dovuti all'esposizione al vuoto:

"Un certo grado di coscienza verrà probabilmente mantenuto per 9-11 secondi (vedi capitolo 2 sotto Ipossia). Subito dopo inizia questa paralisi, seguita da convulsioni generali e poi di nuovo paralisi. Allo stesso tempo, si verifica una rapida formazione di vapore acqueo in i tessuti molli e un po' più lentamente - nel sangue venoso si noterà la formazione di vapore acqueo come gonfiore del corpo, forse il doppio di prima. volumi normali, se ciò non è impedito da un abito stretto. (È stato riscontrato sperimentalmente che indumenti elastici ben aderenti possono prevenire completamente l'ebulismo quando la pressione è ridotta a 15 mmHg.) La frequenza cardiaca può inizialmente aumentare, ma poi diminuire rapidamente. Anche la pressione arteriosa diminuirà entro 30-60 secondi, mentre la pressione venosa aumenterà a causa dell'espansione del sistema venoso mediante gas e vapore. La pressione venosa uguaglierà o supererà la pressione arteriosa entro un minuto. Non ci sarà praticamente alcuna circolazione sanguigna efficace. Dopo l'iniziale fuoriuscita del gas dai polmoni durante la decompressione, il gas e il vapore acqueo continueranno a fuoriuscire attraverso le vie aeree. Questa continua evaporazione dell'acqua raffredderà la bocca e il naso fino a temperature vicine allo zero; anche il resto del corpo si raffredderà, ma più lentamente.

"Cook e Bancroft (1966) riportarono casi occasionali di morte di animali dovuti a fibrillazione ventricolare entro il primo minuto di esposizione a condizioni di quasi vuoto. Tuttavia, gli animali generalmente sopravvivevano se la ricompressione (ripristino della pressione) si verificava entro circa 90 secondi. .. Dopo l'arresto cardiaco, la morte era inevitabile, nonostante i tentativi di rianimazione....

[Dopo la ricompressione] "La respirazione di solito iniziava spontaneamente... I problemi neurologici, inclusa la cecità e altri difetti visivi, erano abbastanza comuni (vedi problemi dovuti all'ebollizione del gas), ma di solito scomparivano abbastanza rapidamente.

"È molto improbabile che una persona improvvisamente sottoposta a vuoto abbia più di 5-10 secondi per scappare. Ma se arrivano i soccorsi, nonostante i gravi danni esterni ed interni, è ragionevole supporre che la ricompressione ad una pressione tollerabile (200 mmHg colonna) entro 60-90 secondi potrebbe portare alla sopravvivenza e possibilmente a un recupero abbastanza rapido."

Pertanto, è più probabile che una persona sopravviva che muoia se può essere salvata da uno spazio aperto e riportata in una stanza con pressione atmosferica (o almeno superiore a 200 mm Hg) entro 60-90 secondi. Vale la pena notare che questo vale solo per l'effetto della decompressione esplosiva. Se una persona commette l’errore di provare a respirare nel vuoto, ciò porterà alla malattia da decompressione con conseguenze sulla salute molto più gravi. Inoltre, un tentativo di trattenere l'aria nei polmoni può portare alla loro rottura e alla morte quasi inevitabile. Ecco perché tale decompressione è chiamata “esplosiva”.

La persona sarà cosciente?

Il Directory of Space Biomedicine risponde a questa domanda:

"Un certo grado di coscienza verrà probabilmente mantenuto per 9-11 secondi... È molto improbabile che una persona improvvisamente sottoposta al vuoto abbia più di 5-10 secondi per aiutarsi."

Maggiori informazioni su quanto tempo una persona può rimanere cosciente possono essere raccolte dalla medicina aeronautica. La medicina aeronautica determina il "tempo di coscienza utile", cioè quanto tempo dopo la decompressione i piloti saranno svegli e in grado di adottare misure attive per salvarsi la vita. Al di sopra dei 50.000 piedi (15 km), il tempo di coscienza utile è compreso tra 9 e 12 secondi, come specificato dalla FAA nella Tabella 1-1 nella Circolare consultiva 61-107 (meno tempo per una persona in movimento attivo; più tempo per una persona seduta tranquillamente). L'immagine 2-3 della Guida del chirurgo di volo USAF mostra 12 secondi di coscienza utile sopra i 60.000 piedi (18 km); Presumibilmente il tempo più lungo elencato si basa sul presupposto che i piloti dell'Air Force siano ben preparati fisicamente per i voli ad alta quota e saranno in grado di utilizzare il loro tempo in modo efficace anche se parzialmente incoscienti a causa dell'ipossia. Linda Pendleton aggiunge: "La decompressione esplosiva o rapida ridurrà della metà il tempo di coscienza utile a causa fattore dannoso, a causa della velocità accelerata dall'adrenalina con cui il corpo brucia ossigeno." La Circolare consultiva 61-107 afferma che il tempo di coscienza utile sopra i 50.000 piedi scenderà da 9-12 secondi a 5 secondi in caso di decompressione rapida (presumibilmente dovuta al fattore “dannoso” descritto da Pendleton).

Un po 'di più libro interessante, Survival in Space di Richard Harding, fa eco a questa conclusione:

"Ad altitudini superiori a 45.000 piedi (13.716 m), lo stato di incoscienza si sviluppa in quindici-venti secondi, con la morte dopo circa quattro minuti."

"scimmie e cani sono stati riportati in vita con successo dopo essere stati sottoposti al vuoto per un massimo di due minuti..."

Il sangue di una persona bolle?

Il sangue all'interno del corpo è sotto una pressione più elevata che in ambiente esterno. La pressione sanguigna normale è 75/120. "75" significa che tra un battito cardiaco e l'altro il sangue ha una pressione di 75 Torr (circa 100 mbar) superiore alla pressione esterna. Se la pressione esterna scende a zero, ad una pressione sanguigna di 75 Torr il punto di ebollizione dell'acqua è di 46°C (115°F). Questa è significativamente più alta di una temperatura corporea di 37°C (98,6°F). Il sangue non bolle perché la pressione elastica delle pareti dei vasi sanguigni manterrà la pressione abbastanza alta da far scendere la temperatura corporea al di sotto del punto di ebollizione, almeno finché il cuore non smette di battere. (Per essere chiari, la pressione sanguigna varia a seconda della parte del corpo in cui viene misurata, quindi l'affermazione di cui sopra deve essere intesa come una generalizzazione. Tuttavia, a causa della formazione di piccole sacche di vapore, la pressione aumenta. Nei luoghi in cui il sangue la pressione è inferiore, la pressione del vapore aumenterà fino al raggiungimento dell'equilibrio, risultando nella stessa pressione totale.)

Il corpo si congelerà?

Diversi recenti film di Hollywood hanno mostrato come le persone, intrappolate nel vuoto, vengono immediatamente congelate. In uno di essi, un personaggio scienziato nota che la temperatura è "meno 273 gradi", cioè uguale allo zero assoluto.

Ma in senso pratico, nello spazio non c'è temperatura: non è possibile misurare la temperatura del vuoto, perché lì non ce n'è. Non ci sono abbastanza molecole residue di una sostanza nel vuoto perché si manifesti l'effetto della temperatura. Lo spazio non è né “freddo” né “caldo”, è “niente”.

Ma lo spazio è un ottimo isolante. (In sostanza, il vuoto è ciò che c'è tra le pareti del thermos). Gli astronauti di solito sperimentano più problemi con il surriscaldamento che con il mantenimento della temperatura richiesta.

Se ti trovi nello spazio senza tuta spaziale, la tua pelle si sentirà leggermente fresca a causa del fatto che l'acqua evaporerà dalla superficie della pelle. Ma non ti congelerai!

Qualcuno è sopravvissuto agli effetti del vuoto?

Il caso umano è stato descritto da Roth in un rapporto tecnico della NASA” Situazioni di emergenza"Emergenze di decompressione rapida (esplosiva) in soggetti sottoposti a pressione." Il rapporto si concentra sulla decompressione piuttosto che sugli effetti reali del vuoto, ma c'è ancora molto nel documento informazioni utili, compresi i risultati di casi di decompressione umana.

Sono stati registrati diversi casi di persone che sono rimaste nel vuoto senza conseguenze visibili. Nel 1966, un tecnico della NASA a Houston fu decompresso nel vuoto dello spazio in un incidente durante un test della tuta spaziale. Questo incidente è menzionato da Roth. Il tecnico ha perso conoscenza entro 12-15 secondi. Quando la pressione è stata ripristinata, dopo circa 30 secondi, ha ripreso conoscenza, senza danni evidenti al corpo. Alcuni dettagli possono essere trovati qui.

Prima di concludere che l'esposizione spaziale è innocua, va notato che nello stesso rapporto Roth fornisce un rapporto di autopsia su una vittima di decompressione esplosiva: “Immediatamente dopo una rapida decompressione, è stato notato che aveva sviluppato una lieve tosse. Poco dopo si notò che cominciava a perdere conoscenza; i medici di turno descrissero il paziente come completamente letargico, inattivo e insensibile agli stimoli per i 2-3 minuti [necessari per ripristinare la pressione atmosferica nella camera].

La procedura di respirazione artificiale è stata immediatamente avviata... Il paziente ha inspirato spontaneamente e, quando è stata raggiunta la pressione atmosferica, ha fatto diversi respiri. Erano estremamente irregolari, erano due o tre...

Il rapporto [dell'autopsia] afferma quanto segue: Base cambiamenti patologici, come già detto, sono associati al soffocamento. Si ritiene che la principale causa di morte in questo caso possa essere l'insufficienza cardiovascolare e respiratoria acuta, la causa secondaria è il pneumotorace bilaterale ... "

Molti altri decessi dovuti alla decompressione sono stati riportati nella letteratura aeronautica, incluso un incidente spaziale dovuto alla decompressione della capsula di atterraggio Soyuz 11 nel 1971. Un'analisi di questo incidente può essere trovata in D.J. Shayler “Disastri e incidenti nel volo spaziale con equipaggio”.

Per quanto riguarda l'effetto del vuoto sulle parti del corpo, qui ci sono molti meno materiali. Nel 1960, durante un lancio con il paracadute in mongolfiera, si verificò un incidente di esposizione al vuoto quando Joe Kittinger, Jr. perse pressione nel guanto destro mentre saliva a 103.000 piedi (19,5 miglia o 31,4 km) in una gondola non pressurizzata. Nonostante la perdita di pressione, ha continuato il volo, anche se gli è comparso un forte dolore al braccio e ha perso mobilità. Dopo essere tornato sulla terra, il suo braccio è tornato alla normalità.

Kittinger scrisse sul National Geographic (novembre 1960): “A 43.000 piedi (13,1 km) mi resi conto di cosa non andava. Mio mano destra si comporta in modo errato. Ho controllato la pressione nel guanto; non c'erano bolle d'aria dentro. La prospettiva di mettere la mia mano sotto vuoto quasi totale al culmine della salita mi ha causato una certa ansia. Dalla mia precedente esperienza, sapevo che il braccio si sarebbe gonfiato, la circolazione sanguigna quasi si sarebbe fermata e sarebbero comparsi forti dolori... Ho deciso di continuare la salita e non ho informato il controllo a terra delle mie difficoltà."

A 103.000 piedi (31,4 km), scrive: “La circolazione si era quasi fermata nel mio braccio destro depressurizzato, era diventato rigido e doloroso”.

E durante l'imbarco: “Dick guarda con preoccupazione la mia mano gonfia. Tre ore dopo, il gonfiore si è attenuato senza lasciare conseguenze”.

Il caso di decompressione di Kittinger è discusso nel libro di Shayler, Disasters and Accidentsduring Manned Operations. Voli spaziali"(Disastri e incidenti nel volo spaziale con equipaggio):
[Quando Kittinger raggiunse l'apice della sua scalata] “il suo braccio destro era due volte più grande dimensione normale... Ha provato a spegnere alcune apparecchiature prima dell'atterraggio, ma non ci è riuscito perché il suo braccio destro gli causava un dolore terribile. Atterrò alle 13:45. lasciando l'Excelsior. Tre ore dopo l’atterraggio, la sua mano gonfia e la circolazione al suo interno sono tornate alla normalità”.

Vedi anche l'articolo di Leonard Gordon in Aviation Week, 13 febbraio 1996. (Leonard Gordon, Aviation Week, 13 febbraio 1996.)

Infine, nella conferenza sci.space, Gregory Bennett descrive un vero incidente spaziale: “Abbiamo avuto un caso di foratura in una tuta spaziale durante i voli dello shuttle”. Su STS-37, durante uno dei miei esperimenti di volo, una delle nervature di irrigidimento sul palmo del guanto di uno degli astronauti si è allentata nella montatura, si è spostata all'interno del guanto e lo ha forato tra il pollice e indice. Non c'è stata alcuna decompressione esplosiva, solo un piccolo foro lungo 1/8 di pollice (circa 3 mm), ma è stato piuttosto interessante poiché è stata la prima lesione mai avvenuta a causa di un danno alla tuta. Sorprendentemente, l’astronauta non sapeva nemmeno che c’era una foratura! Era così carico di adrenalina che solo al ritorno dal volo notò un doloroso segno rosso sul braccio. Pensava che il guanto gli stesse semplicemente sfregando la mano e non se ne preoccupò... Cosa è successo: quando la piastra metallica ha perforato il guanto, la pelle della mano dell'astronauta ha parzialmente sigillato il foro. Ha sanguinato nello spazio e immediatamente il suo sangue coagulato ha sigillato il buco in modo che rimanesse all’interno del buco”.

Decompressione esplosiva

Nella “Guida del chirurgo di volo dell'USAF”, Fisher elenca le seguenti conseguenze causate dall'espansione dei gas durante la decompressione.

1. Tratto gastrointestinale durante la decompressione rapida
Uno dei problemi più probabili durante la decompressione rapida è l'espansione dei gas nelle cavità del corpo. I disturbi addominali durante la decompressione rapida generalmente non sono molto diversi da quelli che possono verificarsi durante la decompressione lenta. Tuttavia, il disagio addominale può avere conseguenze significative. A causa dell'espansione del gas nello stomaco, il diaframma si muove verso l'alto, il che può impedire i movimenti respiratori. I disturbi addominali possono colpire anche il nervo vago, provocando depressione cardiovascolare e, nei casi più gravi, una diminuzione pressione sanguigna, perdita di coscienza e shock. In genere, il disagio intra-addominale dopo una rapida decompressione scompare non appena viene rilasciato il gas in eccesso.

2. Polmoni durante la decompressione rapida
Poiché i polmoni contengono tipicamente un volume d'aria relativamente grande e a causa della delicata struttura del tessuto polmonare e della presenza di un complesso sistema alveolare per il passaggio dell'aria, i polmoni sono considerati potenzialmente la parte più vulnerabile del corpo durante la decompressione rapida. Durante la decompressione rapida sovrapressione aumenta più velocemente di quanto i polmoni possano compensarlo, di conseguenza la pressione nei polmoni aumenterà. Se le vie di uscita dell'aria dai polmoni vengono bloccate completamente o parzialmente, esiste il rischio di alta pressione, che può causare un eccessivo gonfiamento dei polmoni e del torace.

Se le vie aeree sono aperte, non si verificheranno lesioni gravi a seguito della decompressione rapida, anche se si indossa una maschera per l'ossigeno, ma le conseguenze saranno catastrofiche, anche esito fatale, se i passaggi polmonari sono bloccati - ad esempio, se il pilota cerca di trattenere il respiro con i polmoni pieni d'aria. In questo caso, l'aria nei polmoni non può fuoriuscire durante la decompressione, quindi i polmoni e il torace si espandono notevolmente a causa della pressione intrapolmonare eccessivamente elevata, che porta alla rottura del tessuto polmonare e dei capillari. L'aria all'interno, rompendo i polmoni, penetra nel torace ed entra nel sistema circolatorio attraverso le rotture delle pareti dei vasi sanguigni. Entrano bolle d'aria grandi quantità vengono trasportati in tutto il corpo e finiscono negli organi vitali come il cuore e il cervello.

Il movimento di queste bolle d'aria è simile all'embolia gassosa che si verifica nei subacquei e durante il salvataggio di emergenza da un sottomarino, quando una persona emerge dalle profondità trattenendo il respiro. I polmoni umani sono progettati in modo tale che brevi periodi di respirazione (come la deglutizione o lo sbadiglio) non creino nei polmoni una pressione superiore alla loro resistenza alla trazione.

3. Malattia da decompressione (malattia dei cassoni)
Data la velocità di salita ad altitudini relativamente elevate, aumenta la probabilità di malattia da decompressione.

4. Ipossia (mancanza di ossigeno)
Dopo la depressurizzazione della cabina, i passeggeri sono immediatamente sottoposti agli effetti meccanici della rapida decompressione e il pericolo di una successiva ipossia diventa più serio con l'aumentare dell'altitudine. Il tempo necessario alla perdita di coscienza dopo un calo della pressione in cabina è ridotto perché l'ossigeno passa dal sangue venoso ai polmoni. L'ipossia è il problema più grande dopo la decompressione.

Segni osservabili di rapida decompressione
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a) Rumore acuto, “esplosivo”. Quando due diversi masse d'aria c'è un forte rumore. È a causa di questo rumore esplosivo che il termine "decompressione esplosiva" viene spesso utilizzato per descrivere una decompressione rapida.

b) Detriti volanti. Il rapido flusso d'aria dalla cabina dell'aereo durante la decompressione è così grande che gli oggetti sciolti nella cabina verranno trascinati nel foro risultante dalla forza della pressione. Ad esempio, mappe, carte, registri di volo e altri oggetti simili voleranno fuori attraverso il buco. Lo sporco e la polvere riducono la visibilità per alcuni secondi.

c) Nebbia. L'aria a qualsiasi temperatura e pressione ha la capacità di trattenere una certa quantità di vapore acqueo. Cambiamenti improvvisi di temperatura o pressione alterano la capacità dell'aria di trattenere il vapore acqueo. Con una decompressione rapida, diminuiscono la temperatura e la pressione, nonché la quantità di vapore acqueo trattenuto dall'aria. Il vapore acqueo che non viene trattenuto dall'aria diventa visibile come nebbia. Questa nebbia si dissipa rapidamente (ad esempio nella cabina di pilotaggio di un aereo da caccia). Se si tratta della cabina di un aereo più grande, la nebbia si dissiperà più lentamente.

d) Temperatura. Di solito, durante il volo, la temperatura in cabina viene mantenuta a un livello confortevole, ma man mano che si sale, la temperatura esterna diminuisce. In caso di decompressione, la temperatura nella cabina scende rapidamente. Se il pilota non indossa la tuta protettiva adeguata, possono verificarsi ipotermia e congelamento.

d) Pressione.

Cosa determina la velocità di decompressione?

Il tempo di decompressione dipende dalla dimensione del foro. Per la stima della velocità si può assumere che l’aria esca dal foro alla velocità del suono. Poiché la pressione diminuisce quando l'aria fluisce attraverso il foro, la velocità del flusso d'aria è pari a circa il 60% della velocità del suono, ovvero a circa 200 metri al secondo. temperatura ambiente aria (vedi equazione di Higgins):

P = Po esp[-(A/V)t*(200m/s)]

Questo ci permette di ricavare una regola molto semplice (e molto approssimativa): in un volume di un metro cubo, un foro con un'area di un centimetro quadrato provocherà una diminuzione della pressione di dieci volte in circa cento secondi.

Questa è una stima molto approssimativa. Il tempo è direttamente proporzionale al volume e inversamente proporzionale alla dimensione del foro. Ad esempio, in un volume di tremila metri cubi, attraverso un foro di dieci centimetri quadrati, la pressione diminuirà da 1 atmosfera a 0,01 atmosfera in 60mila secondi, ovvero diciassette ore (con un calcolo più accurato, scopriremo che ciò essere 19 ore).

L’opera definitiva su questo tema è Demetriades (1954) “On the Decompression of a Punctured Pressurized Cabin in Vacuum Flight”.

Per riferimento. Quando la pressione scende a circa il 50% uomo atmosferico si trova nella regione dell'"ipossia critica" e quando la pressione scende a circa il 15% della pressione atmosferica, il tempo rimanente di coscienza utile si riduce a 9-12 secondi, a seconda delle proprietà del vuoto.

Gli effetti delle radiazioni sugli esseri umani nello spazio

Poiché abitabile stazioni spaziali volare sotto le fasce di radiazione della Terra, poi l'impatto radiazione cosmica per persona sarà insignificante, che indossi o meno una tuta spaziale. In tutto sistema solare C'è solo un'area in cui una persona può morire a causa delle radiazioni più velocemente che per soffocamento: questa è la regione delle cinture di radiazioni di Giove (in essa si trovano molti dei suoi satelliti), ma anche una tuta spaziale non proteggerà una persona dalle radiazioni.

Quindi possiamo riassumere: la principale causa di morte per una persona che entra nello spazio sarà il soffocamento. Cosa fare se all'improvviso ti ritrovi nel vuoto senza tuta spaziale? La prima cosa che devi fare è espirare in modo che i tuoi polmoni non scoppino. Successivamente, hai 5-10 secondi per intraprendere un'azione attiva per salvarti la vita. Se questo tempo non basta, puoi solo sperare che gli aiuti arrivino entro 90 secondi.