При попадании человека в открытый космос без средства защиты (скафандра) или в случае нарушения его защитных свойств (разгерметизации), на человека будут воздействовать различные опасные факторы.
1. Вакуумная декомпрессия.
Вследствие воздействия вакуума, одной из наиболее вероятных проблем в ходе быстрой декомпрессии, является расширение газов в полостях тела. Из-за расширяющегося газа, находящегося в желудке, диафрагма перемещается вверх, что может воспрепятствовать дыхательным движениям.
Расстройства органов брюшной полости также могут воздействовать на отростки блуждающего нерва, что может послужить причиной сердечнососудистой депрессии, а в самых серьёзных случаях — вызывать снижение артериального давления, потерю сознания и шок. Обычно, внутрибрюшное расстройство после быстрой декомпрессии исчезает как только выходит наружу избыточный газ.
Из-за того, что в лёгких, как правило, содержится относительно большой объем воздуха и из-за деликатной структуры лёгочной ткани и наличия сложной альвеолярной системы для прохождения воздуха считается, что легкие являются потенциально наиболее уязвимой частью тела во время быстрой декомпрессии. При быстрой декомпрессии избыточное давление нарастает быстрее, чем легкие могут его компенсировать, вследствие чего давление в лёгких будет нарастать. Если пути выхода воздуха из легких заблокированы полностью или частично, то в случае внезапного падения давления в существует опасность возникновения высокого давления, что может привести к чрезмерному раздутию лёгких и грудной клетки.
Если дыхательные пути открыты, никаких серьезных травм в результате быстрого декомпрессии не происходит, но последствия будут катастрофическими, вплоть до смертельного исхода, если легочного проходы заблокированы — например, человек постарается задержать дыхание с легкими, полными воздуха.
В этом случае воздух в легких во время декомпрессии не может выйти наружу, поэтому легкие и грудная клетка сильно расширяются из-за чрезмерно высокого внутрилегочного давления, что приводит к разрыву легочных тканей и капилляров. Находящийся внутри воздух, разрывая легкие, проникает в грудную клетку и через разрывы в стенках кровеносных сосудов попадает в систему кровообращения. Воздушные пузырьки в больших количествах разносятся по всему организму и оказываются в таких жизненно важные органах, как сердце и мозг.
Кровь, в кровеносной система организма человека, находится под более высоким давлением, чем во внешней среде. Обычно кровяное давление составляет 75/120. «75» означает, что между ударами сердца, кровь находится под давлением 75 Torr (примерно 100 мбар) выше внешнего давления. Если внешнее давление падает до нуля, при кровяном давлении 75 Torr температура кипения воды составляет 46°С (115°F). Это значительно выше температуры тела 37°С (98,6°F). Кровь не закипит, потому что эластичное давление стенок кровеносных сосудах удержит давления достаточно высоким, так что температура тела будет ниже температуры кипения — по крайней мере, до тех пор, пока сердце не прекратит биться.
Если быть совсем точными, кровяное давление изменяется в зависимости от того, в каком месте организма оно измеряется, поэтому вышеприведенное заявление следует понимать как обобщение. Однако, в силу возникновения небольших очагов образования пара давление там повышается. В тех местах, где кровяное давление ниже, давление пара будет расти до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. В результате общее давление будет одинаковым.
2. (кислородное голодание).
При развитии гипоксии происходит недостаточное снабжение тканей кислородом. Это ведет к недостатку энергии на клеточном уровне, их последующей гибели, органному некрозу и органной недостаточности.
Тренированный ныряльщик (фридайвер) может задерживать дыхание до 10 минут, обычный человек — не больше 5 минут. Но! Это на вдохе, когда в легких полно воздуха. А в данном случае, во избежание разрыва тканей лёгких, придется выдохнуть. Поэтому человек потеряет сознание от удушья примерно через 9–11 секунд.
Выводы:
- На основании вышеизложенного и опыта 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. Впрочем, даже точно подогнанная эластичная одежда может полностью предотвратить распухание — эбуллизм при снижении давления до 15 мм ртутного столба.
- Пульс сначала может увеличиться, но затем будет быстро снижаться. Артериальное кровяное давление упадет в течение 30–60 секунд, венозное же повысится из-за расширения венозной системы газом и паром. Венозное давление в течение одной минуты достигнет уровня артериального давления, эффективная циркуляция крови практически прекратится.
3. Температура.
В практическом смысле, в космосе нет температуры — нельзя измерить температуру вакуума, потому что там ее нет. Остаточных молекул вещества, находящихся в вакууме, недостаточно, чтобы проявился эффект температуры. Космос — не «холодный» и не «горячий», он «никакой». Зато космос очень хороший изолятор.
По сути, вакуум — это то, что находится между стенками термоса. У космонавтов, как правило, возникает больше проблем с перегревом, чем с поддержанием необходимой температуры. Если человек окажется в космосе без скафандра, то его кожа ощутит легкую прохладу — вследствие того, что вода будет испаряться с поверхности кожи, поэтому замерзать придется долго.
Что касается теплового излучения, то человеческое тело, попав в вакуум, будет постепенно отдавать тепло. В термосе делают стенки колбы зеркальными, чтобы удержать излучение. Этот процесс довольно медленный. Даже если на космонавте нет скафандра, но есть одежда, она поможет сохранить тепло.
Вывод: единственное, что может случиться — ожог, если кожа подвергается воздействию прямого солнечного света без какой-либо защиты от интенсивного ультрафиолетового излучения.
4. Космическая радиация.
Поскольку обитаемые космические станции летают ниже радиационных поясов Земли, то воздействие космической радиации на человека будет незначительным, будь он в скафандре или без него.
Во всей Солнечной системе есть лишь одна область, в которой человек может умереть от радиации быстрее, чем от удушья — это область радиационных поясов Юпитера (в ней находятся несколько его спутников), но скафандр также не защитит человека от радиации.
Источники и дополнительная информация:
- — Ответы@Mail.ru: что будет, если выйти в открытый космос без скафандра;
- — Google: что будет, если выйти в открытый космос без скафандра;
- — что будет с человеком в вакууме;
- — что будет с человеком, попавшим в открытый космос без скафандра;
- — что будет в открытом космосе с человеком без скафандра;
- — статья «В открытый космос без скафандра».