Содержание
Что произойдет с человеческим телом в космическом вакууме?
Многие голливудские сценарии о пребывании в космическом вакууме крайне преувеличены, но что происходит на самом деле?
Насколько безопасен космический вакуум? Фото: Unsplash
Представьте, что вы космонавт, исследующий бескрайние просторы околоземного пространства. Внезапно вас выбросило из шлюза космического корабля. Что бы случилось с вашим телом, если бы оно попало в космический вакуум, если бы на вас не было защитного скафандра?
Прежде всего следует отметить, что многие голливудские представления подобного сценария крайне преувеличены. Часто показывают ситуацию, когда человек якобы мгновенно замерзает насмерть. В этом есть доля правды, но лишь отчасти. Астронавт в космосе без скафандра, безусловно, погиб бы. Но смерть наступила бы в течение нескольких минут, а не секунд. Исход этот ужасен: все жидкости внутри тела закипели бы, а само оно раздулось.
Что из себя представляет космический вакуум?
Космос — вакуум, лишенный воздуха. Это означает, что, в отличие от Земли, здесь нет атмосферы с поддерживаемым комфортным для человека давлением. Атмосферное давление определяет температуру, при которой жидкости закипают и становятся газообразными. Если давление, оказываемое воздухом за пределами жидкости, велико, пузырькам газа труднее образоваться, подняться на поверхность и улетучиться. Поскольку в космосе практически нет атмосферного давления, температура кипения жидкостей значительно снижается.
«Учитывая, что человеческое тело на 60% состоит из воды, это серьезная проблема. В отсутствие давления жидкая вода в вашем теле закипела бы, сразу же превратившись из жидкости в газ. Все ткани, содержащие воду, начнут расширяться, а вы — раздуваться», — объясняет доктор Крис Ленхардт, специалист по оперативной космической медицине NASA.
Эбулизм и смерть
Образование пузырьков газа в жидкостях организма, известное как эбулизм, также происходит у глубоководных аквалангистов, которые всплывают слишком быстро.
У космонавтов без скафандра кровь, текущая по венам, закипает медленнее, чем вода в тканях, потому что кровеносная система имеет собственное внутреннее давление. Поэтому массивный эбулизм в тканях тела происходит почти мгновенно.
Без скафандра человек теряет сознание через 10 минут, а через 2 минуты наступает смерть. Фото: Unsplash
Публикация в журнале Aerospace Medicine and Human Performance от 2013 года описывала воздействие вакуума на животных. Практически все они теряли сознание в течение 10 секунд после попадания в безвоздушное пространство. Некоторые из них теряли контроль над мочевым пузырем и кишечной системой. Это происходило вследствие опухания кровеносной системы в их мышцах, что ограничивало приток крови к сердцу и мозгу. После гипоксии смерть наступает в течение следующих двух минут.
Согласно сборнику данных NASA по биоастронавтике, космический вакуум также вытягивает воздух из ваших легких, в результате чего вы задыхаетесь в течение нескольких минут. После первоначального выброса воздуха вакуум продолжит вытягивать газ и водяной пар из вашего тела через дыхательные пути.
Непрерывное кипение воды также будет иметь охлаждающий эффект — испарение молекул воды поглотит тепловую энергию вашего тела и приведет к тому, что области вокруг носа и рта замерзнут. Постепенно остынет и все тело.
Реальные инциденты
Некоторые люди действительно подвергались частичному воздействию вакуума и выжили. В 1960 году американский пилот Джозеф Киттинджер, участвуя в проекте «Эксельсиор», поднялся на аэростате на высоту 31 км. Но во время подъема перчатка его скафандра оказалась негерметичной, и на такой высоте, где давление было чуть выше космического вакуума, его рука раздулась. После прыжка с последующим приземлением рука пришла в норму.
Высотный скафандр пилотов самолетов-шпионов. Фото: Unsplash
В 1966 году аэрокосмический инженер NASA Джим Леблан помогал тестировать работоспособность прототипов скафандров в огромной вакуумной камере. В какой-то момент шланг подачи сжатого воздуха в его костюм перестал работать, давление мгновенно упало, и Джим оказался в вакууме.
«Я почувствовал, как слюна на моем языке начала пузыриться прямо перед тем, как потерял сознание, и это последнее, что я помню», — вспоминал он в эпизоде документального сериала «Лунные машины».
Рекомендуем также ознакомиться с нашим материалом об истории лунных скафандров.
NASA астронавты интересные факты Скафандр
Сколько воды можно найти в космосе
Каталог продукции
Главная
»
Статьи
»
Вода в космосе
Водные ресурсы в космическом пространстве – объект пристального внимания со стороны ученых всего мира. Химики не прекращают попыток найти другое вещество с аналогичными свойствами, способное создать основу для формирования органических соединений. Химический анализ воды, имеющейся на нашей планете, показывает наличие органических и неорганических примесей, которые растворяются в воде. Именно водорастворимые минералы создают такие показатели, как жесткость, прозрачность, вкусовые качества воды.
Формула воды – Н2О, то есть, в ее молекуле содержатся атомы водорода и кислорода. Водород – простейший элемент, его много на просторах бескрайней вселенной. Сложнее обстоят дела с кислородом. Он является побочным продуктом процесса образования новой звезды. Так что формирование молекул воды там возможно.
Астрофизики обнаружили воду не только на нашей планете, но ее следы имеются на Марсе и спутниках некоторых планет. Отдельные небесные тела полностью состоят из воды.
В каком виде жидкость присутствует в космосе?
Привычная нам структура веществ в открытом космосе существенно изменяется. Это касается и воды. Из уроков физики мы помним, что чем ниже давление окружающей среды, тем ниже точка кипения воды. В космосе давление столь мало, что его невозможно зафиксировать даже самыми чувствительными приборами. Получается, вода в условиях идеального космического вакуума мгновенно закипает.
Запускается физико-химический процесс формирования небесного тела.
Образуется побочный продукт соединения атомов кислорода и водорода – вода. Она мгновенно вскипит. Ее молекулы устремятся в разные стороны, под действием низких температур произойдет мгновенное охлаждение. Частицы воды превратятся в мелкие льдинки, дрейфующие на просторах космоса. Они могут соединяться друг с другом, образуя кометы.
Ученые считают, что именно ледяные кометы стали источником первой воды на нашей планете. В результате притяжения Земли, водные ресурсы не были развеяны вихрями. Вместо этого формировались моря, которые объединялись в океаны. Запустился процесс круговорота воды, осадки обеспечили появление грунтовых вод.
Воды в космосе много, но обнаружить ее довольно сложно, поскольку большая ее часть существует в виде частиц льда. Астрофизики насчитали 11 модификаций кристаллических решеток, сформированных в условиях разных показателей давления и температуры.
Вода, как основной компонент формирования новых небесных тел
Так группа астрономов-исследователей из Корнеллского университета обнаружили в созвездии Ориона самую большую концентрацию водяных паров.
В сутки это облако способно создать объем воды, в 60 раз превышающий запасы водных ресурсов нашей планеты.
Водород и кислород в виде пара подхватывается космическим вихрем, разносится по поверхностям планет и звезд. На планетах, близких к солнцу, вода испаряется, удаленных от солнца – кристаллизуется. И только на нашей планете созданы наилучшие условия для поддержания вещества в жидком виде.
Вода – важнейший ресурс для человечества, необходимый для выживания планеты. Для здоровья и долголетия необходима питьевая вода определенного состава. Она должна быть очищена от органических примесей и избыточного количества минералов. В современных условиях чистую питьевую воду создают посредством систем фильтрации. Для восполнения ее запасов разрабатываются технологии опреснения океанических водных ресурсов.
Заявка на подбор оборудования
Краткая форма заявки
Развернутая форма заявки
Контактное лицо*
Ваш e-mail
Телефон*
Анализ воды
Есть Необходимо сделать
Прикрепить анализ воды
Комментарии
* Нажимая на кнопку «Отправить заявку» я соглашаюсь на обработку персональных данных
Контактное лицо*
Телефон/факс*
Ваш регионВаш регионСанкт-Петербург (Ленинградская область)МоскваСамараКраснодарКрасноярск
Источник снабженияИсточник снабженияколодецскважинагородской водопроводместный водопровод
Требования, предъявляемые к качеству очищенной водыТребования, предъявляемые к качеству очищенной водыпитьевая водавода для хоз.
быт. нужд
Результаты исследования воды
Цветность
Мутность
Жесткость общая
Железо общее (Fe общее)
Марганец (Mn)
Окисляемость перманганатная (ПМО)
Седоводород
Другие, несоответствующие норме показатели
Визуальные характеристики водыВизуальные характеристики водыизначально прозрачнаямутная
Подбор произв-ти системы водоочистки
Кол-во постоянно проживающих чел.
Кол-во точек водоразбора
Наличие бассейна
Да Нет
Тип канализацииТип канализациипромышленнаяливневаясептикцентрализованная канализация
ПроживаниеПроживаниепостоянноене постоянное
Сообщение
* Нажимая на кнопку «Отправить заявку» я соглашаюсь на обработку персональных данных
Узнайте о космическом давлении
Перейти к основному содержанию
Страниц этого раздела
В космосе, за пределами земной атмосферы, в газе, окружающем Международную космическую станцию, почти нет молекул.
Отсутствие молекул означает, что давление воздуха чрезвычайно низкое — на самом деле оно почти равно нулю, так что это почти идеальный вакуум.
Люди под давлением
Люди эволюционировали, чтобы жить под давлением земной атмосферы, которая постоянно давит на нас. Чтобы справиться с атмосферным давлением, у людей есть внутреннее давление, равное ему. Давление внутри нашей кожи равно давлению вне нашей кожи.
По нескольким причинам космический вакуум невероятно опасен для людей, если они не носят специально разработанные скафандры «Сокол», которые поддерживают давление воздуха, будучи подключенными к системам жизнеобеспечения внутри корабля «Союз».
С помощью зефира и шприца вы можете изучить один из удивительных эффектов, которые низкое давление воздуха может оказать на организм человека.
Эксперимент с волшебным зефиром
Когда вы принимаете участие в мероприятиях Destination Space в научном или научном центре, вы можете увидеть демонстрацию того, что происходит с зефиром в вакуумной камере размером с лабораторию.
Посмотрите, что происходит с зефиром, когда давление в камере снижается.
Почему мы используем зефир? Из-за их тонкой, губчатой текстуры. Губчатость зефира связана с тем, что внутри него находится много воздуха. Если вы нажмете на него или немного растянете, он вернется к своей первоначальной форме.
Это немного похоже на плоть человеческого тела. Но это довольно неприятно, когда наши тела сжимают, тянут или помещают в вакуум, поэтому мы используем зефир вместо тел, чтобы посмотреть на невероятное воздействие, которое может оказать вакуум.
Вот как вы можете создать подобный опыт дома, но в меньшем масштабе.
Что вам нужно
- Чистый пластиковый шприц – около 10 или 20 мл часто используются для введения лекарств младенцам и домашним животным, поэтому он может быть у вас на кухне (если нет, его можно найти в ближайшей аптеке)
- Маленький зефир — они будут действовать как мини-космонавты
Что вы делаете
Закройте поршень шприца так, чтобы он находился на отметке 3 мм.
Теперь плотно прижмите открытый конец к коже большого пальца другой руки. (Если вам сложно использовать шприц одной рукой, прижмите его к коже на ноге). Аккуратно вытяните поршень примерно на 8-10 мм.
Вы чувствуете покалывание на коже? Это из-за падения давления воздуха внутри шприца.
Внутри шприца было небольшое количество воздуха. Когда вы закрываете кончик шприца большим пальцем, молекулы воздуха не могут выйти наружу и больше не могут проникнуть внутрь. Когда вы вытягиваете поршень, вы даете захваченным молекулам воздуха больше места для движения, и вы создаете падение давления воздуха: вакуум.
Возьми зефир и нарисуй простой смайлик на боку парочки своих зефирных астронавтов. Используйте для этого фломастер.
Теперь выньте поршень из шприца и положите в него пару мини-зефирок. Переместите поршень вниз так, чтобы он едва касался верхней части «смайлика» зефира. Не сдавливайте его, так как это нарушит его эластичность. Это оставляет очень мало воздуха в шприце.
Снова положите большой палец на узкий конец шприца и вытяните поршень до упора.
Ваши зефирные космонавты расширяются!
Если отключить вакуум, убрав большой палец, нормальное атмосферное давление восстановится, и зефир вернется к своему первоначальному размеру.
Теперь держите поршень до упора. Снова приложите большой палец к открытому концу и снова нажмите на поршень. Посмотрите, что теперь происходит с зефиром: он сжимается.
Когда зефир расширяется, это происходит потому, что его внутреннее давление пытается соответствовать низкому давлению воздуха вокруг него. Это преувеличение того, что случилось бы с настоящим космонавтом, подвергшимся воздействию космического вакуума, потому что наша кожа действует как неплохой скафандр, но давление, безусловно, вытеснило бы весь воздух из наших легких.
Когда зефир сжимается, это происходит из-за того, что давление воздуха в нем увеличивается.
Получайте удовольствие, расширяясь и сжимаясь.
Вскоре он превратится в кашу.
Что происходит с человеческим телом в космосе
Джордж Клуни в фильме «Гравитация».
Трейлер / Разнообразие
Космическое пространство представляет собой вакуум без пригодного для дыхания воздуха или давления. Температура либо кипит, либо замерзает, в зависимости от того, стоите ли вы лицом к солнцу или нет. Огромное количество смертоносного ультрафиолетового излучения исходит от звезд.
Так что, если вы каким-то образом оказались в свободном полете вне космической станции или шаттла (вспомните Джорджа Клуни в «Гравитации»), но без скафандра (вспомните Гамору в «Стражах Галактики»), вы, без сомнения, облажался.
1. Удушье
Если бы вас высосало из космического челнока, который несся через открытый космос, и вы были бы без скафандра, вы бы сразу почувствовали, как весь воздух вырывается из ваших легких. В космосе нет давления, поэтому воздух расширяется и будет болезненно разрывать ткань ваших легких, когда это произойдет. Так что в случае, если вас высосет из космического корабля или вытолкнет из шлюза без скафандра, лучше выдохнуть как можно больше, чем сделать последний глоток воздуха.
В экстремальных условиях, таких как космос, вашему телу потребуется всего около 15 секунд, чтобы израсходовать весь кислород в крови. Как только деоксигенированная кровь достигнет вашего мозга, вы потеряете сознание.
2. Потеря контроля над кишечником
Вы теряете контроль над некоторыми функциями организма при такой сильной нехватке кислорода. В 1965 году исследователи провели эксперимент, в ходе которого 100 собак поместили в вакуумную среду.
Исследователи обнаружили, что не только легкие собак были лишены воздуха, их кишечник был немедленно опорожнен. Так что да, вы, вероятно, обделались бы в штаны.
3. Кипящая кровь
Чем ниже давление, тем ниже температура кипения жидкости. Вот почему вода на вершине горы закипает гораздо быстрее, чем у подножия.
В космосе нет давления. Таким образом, точка кипения может легко упасть до температуры вашего тела. Это означает, что ваша слюна испарится с вашего языка, и жидкости в вашей крови начнут кипеть.
4. Блокировка кровообращения и разрыв капилляров
Вся эта кипящая кровь с пузырями может блокировать приток крови к жизненно важным органам. Это само по себе может убить вас. И если пузырьки пройдут через ваше сердце, это может вызвать сердечный приступ.
Пузырьки также могут лопнуть некоторые капилляры, так что вы можете оказаться в пятнах синяков.
5. Вздутие живота
Если жидкость в кровотоке закипит, она превратится в газ, который вызовет отек кожи.
НАСА ясно дает понять, что ваше тело не взорвется, а ваши глаза не выскочат из головы, как это предлагается во многих научно-фантастических фильмах. Тем не менее, вы распухнете и станете очень болезненно опухшим.
6. Солнечный ожог
Даже пока вы плаваете без сознания и опухшие, ваши проблемы не закончились. Если вы в конечном итоге окажетесь лицом к солнцу, когда вас высосет из вашего космического корабля, то вы, вероятно, будете дрейфовать при температуре около 250 градусов по Фаренгейту. Это означает мгновенный солнечный ожог.
7. Клеточная мутация
Вы также подвергнетесь бомбардировке излучением других звезд, кроме Солнца. Вредные ультрафиолетовые лучи, гамма-лучи и рентгеновские лучи могут деформировать ваши клетки. Доза радиации не даст вам сверхспособностей. Если вы прожили достаточно долго, чтобы кто-то вернул вас на борт, вы все равно могли умереть позже от радиационного отравления или рака.
8.