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 Шварценеггером 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 Щварценеггера, 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.
