У багатьох фільмах і серіалах ми не раз зустрічалися з перипетіями сюжету, в яких людини або викинуло у відкритий космос із шлюзу, або скафандр його ушкоджувався, чи відбувалася розгерметизація кабіни винищувача, в якому він виконував бойове завдання, але він чудесним чином виживає, або його рятують товариші. У багатьох такі моменти викликають скептичну усмішку і геть відбивають бажання дивитися далі кінострічку, оскільки вони вважають все це повною ахінеєю і маренням божевільного.
У нашій статті ми розберемося, чи можливо вижити людині в вакуумі космосу без скафандра і що відбуватиметься з незахищеним людським тілом, якщо він раптом виявиться в холодній космічній порожнечі.
Основні міфи, спростувати або підтвердити які ми маємо намір
Нерідко буває, дивишся в компанії серіал типу «Экпансии» або тієї ж «Сотні», де людині доводиться на час опинитися у безповітряному космічному просторі без скафандра, і чуєш повчальні коментарі друзів:
- Так у нього очі лопнули від перепаду тиску!
- Так у нього тіло роздує і изорвет внутрішнім тиском!
- Так у нього кров закипіла!
- Та він би через секунду в шматок льоду б перетворився!
- Та він би засмажився на Сонці!
- Та він би від радіації згорів!
Ці та інші висловлювання ми піддамо дослідження, пояснюючи при цьому хід своїх думок самими простими, зрозумілими кожному, словами. І почнемо, мабуть, з «абсолютного холоду».
Замерзне людина в космосі без скафандра в лічені секунди?
Для того, щоб відповісти на це питання, з’ясуємо, що являє собою температура, як така. Температура це термін, який визначає рівень «нагретости» або «охолодженості» чогось. Щоб вимірювати температуру фізичного тіла, треба до нього приєднати датчик термометра. Те ж саме і з водою. Навіть температуру повітря можна виміряти, оскільки він складається з матеріальних часток. І хоч молекули того ж кисню, азоту, води та вуглекислого газу і менше «спресовані» в повітрі, ніж молекули у твердому матеріальному тілі, вони також контактують з тієї ж колбою термометра, що і робить можливим виміряти температуру.
Тепер розглянемо космічний вакуум. Знаходження молекул і атомів матеріальних речовин у ньому поза межами пилових туманностей і скупчень (як у випадку з нашою Сонячною системою) рідко перевищує 1 елементарну частку на кубічний сантиметр. А тому навіть якщо ці частинки і будуть виключно холодними, якихось 1000-2000 сторонніх атомів не зможуть охолодити ваше тіло за лічені секунди, і навіть за хвилини.
Герой Ді Капріо в «Титаніку» «охолов» дуже швидко, оскільки навколо нього знаходилася холодна вода, якою його тіло віддавало свою теплову енергію з величезною швидкістю. У космічному вакуумі охолоджувати людини не чого.
Поміщене в космічний вакуум тіло буде охолоджуватися не за рахунок того, що стикнеться з «холодною пусткою», а за рахунок того, що без енергетичної підживлення (тепла, що випромінюється поверхнею планети, атмосферним повітрям, сонячними променями), молекули і атоми нашого тіла будуть рухатися все повільніше, поки зовсім не зупиняться. Це і буде означати повне замерзання.
По всьому виходить, що такий масивний об’єкт, як тіло людини, навіть перебуваючи в тіні планети чи супутника, охолоне дуже нескоро, а тому, якщо людина і загине в космосі без скафандра, то станеться це в першу чергу вже точно не від холоду.
Перегріється людина на Сонці у вакуумі?
У продовженні теми вище підтвердимо, що матеріальне тіло, викинуте в космічний вакуум на близькій відстані від зірки, реально має всі шанси, навпаки, изжариться, ніж замерзнути.
Але все буде залежати від віддаленості об’єкта від світила. Приміром, наші космонавти, що виходять на планові роботи у відкритий космос з МКС, більше ризикують отримати саме перегрів, ніж переохолодження.
У будь-якому випадку, якщо тіло буде постійно обертатися, повертаючись до світила то однією стороною, то інший, переохолодження, так само як і перенагрівання, можна і не отримати. Все буде залежати від параметрів обертання і дальності знаходження від зоряного світила. Адже ясно, що тіло, що знаходиться на більшій відстані від Сонця, буде нагріватися менше, ніж те, що знаходиться у його безпосередній близи.
Тому виходить, що якщо подія буде мати місце на великій відстані від світила або взагалі за межами Сонячної системи, перегрів це не те, від чого людина помре в першу чергу.
До питання про «вскипающей крові»
З уроків фізики ми знаємо, що чим менше тиск, тим нижче температура кипіння. А коли тиск відсутній, кипіти вода зможе і при 10 градусах, і нижче. Саме з цим і пов’язане упередження деяких «знавців» про те, що кров у людини в жилах скипить, якби його тіло у вакуумі без скафандра.
Може бути так воно і було б, якби в межах кровоносної системи людини кров постійно не перебувала під своїм власним тиском. Ми знаємо, що кров’яний тиск у людини в нормальній обстановці знаходиться в межах 120/70. Той чи інший показник може дещо лавироваться, але в середньому навіть між піками, тобто – серцевими скороченнями, тиск у кровоносній системі підтримується на рівні 100 мбар. Щоб було зрозуміліше, переведемо миллибары в міліметри ртутного стовпа і отримаємо 75 мм. рт. ст., тобто тиск, як не крути – далеке від нуля, при якому вода кипить тільки при 50 градусах. Температура тіла, як ви знаєте, 36.6. Висновки ясні.
Варто також звернути увагу і на той факт, що в моменти стресових ситуацій, коли виробляється наднирковими викид адреналіну в кров, кров’яний тиск ще більше зростає. Тому смерть від киплячої крові, як такий, що людині вже точно не загрожує.
Про «вскипающей» слині
Дійсно, слина закипить мовою, і ще як. Адже у роті тиск не підтримується на тому рівні, як в кровоносній системі. То ж буде творитися і зі слизової оболонки очей. Але! Що є «кипіння», як таке?
Кипіння — це процес переходу рідини в інший агрегатний стан, тобто, кажучи простими словами, швидке випаровування. І травмує людину при кипінні не сам процес, а температура, при якій цей процес запускається. Так, на Землі окропом буде обпектися боляче, адже тут у окропу під тиском в 1 атмосферу (760 мм рт. ст.) температура 100 градусів.
Але у вакуумі процес кипіння буде відбуватися при малих температурах, від яких тілу шкоди завдано не буде. Просто висохне у роті, буде відчуття піску в очах. Але все це з часом відновиться. Якщо вас, звичайно, врятують.
Про лопаються очах, судинах, кишечнику та інших внутрішніх органах
Оскільки всі рідини і повітря, що знаходяться в нашому тілі, постійно знаходяться під впливом внутрішнього і зовнішнього (в 1 атмосферу) тиску, яким внутрішнє врівноважується, було б неправильним сказати, що при зникненні зовнішнього тиску наші тканини не почнуть розбухати.
Звичайно, почнуть. Але не в тому летальному варіанті, який описують нам наші нетямущі друзі. Справа в тому, що стінки наших внутрішніх органів, судин, клітин, як, в принципі, і сама шкіра, еластичні та міцні, і їм по силам буде витримати внутрішній тиск при відсутності зовнішнього. Так, серце продовжить функціонувати в тому режимі, а при стресі, ще й у подвоєному, а тому судини наші, як і тканини, все більше буде роздмухувати від внутрішнього тиску.
Але перепад всього в 1 атмосферу це не той випадок, який може їх порвати. Якщо раздувшееся тіло людини встигнуть вивудити з безповітряного простору поки він не помер від задухи, ця «изнутридавленческая пухлина» швидко спаде і все у нього прийде в норму. У будь-якому випадку, якщо людина і помре в космічному вакуумі, то точно не з-за того, що його «изорвало в ганчірку» внутрішнім тиском.
Набагато гірше буде, пристосувавшись до тиску в 1000 атмосфер, як гігантська акула у фільмі «Мег: монстр глибини», різко спливти до тиску в 1 атмосферу. Тут тіло акули розірвало б ще на початкових стадіях підйому з глибини. Саме з-за цього даний фільм є цілковитою нісенітницею і маренням.
Таким же маячнею можна вважати сцену у фільмі «Чужий-4», коли на очах у героїнь Сігурні Уівер і Вайнони Райдер через маленьку дірочку в космос висмоктала гігантське чудовисько, якого народила еволюціонована матка чужих. Насправді цю дірочку можна було б закрити долонею, і нічого б поганого організму від цього б не було. Принаймні, до того, поки корабель не окутался полум’ям при вході в атмосферу…
Вибухова декомпресія
Єдиний орган, який може постраждати при різкому зникненні зовнішнього тиску – це легені. Кровоносні капіляри в них настільки малі, що можуть не витримати різкого перепаду тисків.
Але це тільки в тому випадку, якщо на даний момент у людини будуть повні легені повітря (тобто, перед цим він зробить вдих, намагаючись затримати дихання). Якщо ж він перед цим видихнув і рот його на момент події відкритий, ніяких жахливих наслідків не буде. Крім задухи, звичайно. Але це вже питання з наступного розділу.
Головна причина швидкої смерті – гіпоксія
А ось смерть від нестачі кисню – це серйозна річ. Зрозуміло, що в скафандрі, навіть в самому никудышном, є своя система життєзабезпечення, яка покликана утримувати на прийнятному рівні зовнішній тиск навколо тіла, підтримувати температуру і, звичайно ж, забезпечувати дихальну систему людини дихальною сумішшю.
Без скафандра вижити у вакуумі можна, якщо навчитися існувати без кисню довгий час. Але, на жаль, тіло і, головне, мозок людини, до такого не пристосовані. А тому в числі перших від кисневого голодування у нас відключаться ділянки мозку, які відповідають за мислення, за допомогою яких ми приймаємо рішення і виробляємо усвідомлені операції, спрямовані на порятунок себе.
Далі почнуть відключати і «вегетативні» ділянки, що відповідають за роботу серця і органів. Після цього без кисню почнуть вмирати клітини організму. І якщо це будуть клітини мозку, то відновити його роботу, навіть запустивши серце, вже не вийде. Тобто, на все про все у «рятувальників» є близько 2 хвилин. Більше – це вже смерть.
Ще одна причина летального результату – радіація
Не будемо вдаватися в подробиці того, що таке космічна і сонячна радіація, скажемо тільки, що і те, і інше несе в собі неминучу смерть. Якщо людині пощастило (Ха! Оце так щастя!) опинитися без скафандра в космічному вакуумі на невеликій відстані від планети, що має, як наша Земля, магнітні полюси, від космічних та інших випромінювань захистить сама планета.
Якщо ж трагедія станеться досить далеко від планети, але не так далеко від світила, усе буде залежати від того, якого типу це світило – раз, і від активності цього світила на даний момент – два. Якщо вас випустять погуляти» на відстані 1 а. е. (1 астрономічна одиниця дорівнює відстані від Землі до Сонця, тобто близько 150 млн. км) від блакитного гіганта, ви схопите смертельну дозу миттєво і реанімувати рятувальникам буде нікого вже через секунду.
Якщо все відбудеться на відстані 1 а. тобто від такого жовтого карлика, як наше Сонце, все буде залежати від його спокою на цей момент. Потрапите в момент сонячного спалаху, помрете від дози радіації, навіть якщо вас спочатку і відкачають. Якщо ж у цей момент світило буде вести себе спокійно, відбудетеся легким переляком.
Якщо ж вас викинуть за межами якої-небудь сонячної системи в місці абсолютної порожнечі, все буде залежати від того, чи не потрапите ви на космічні промені, які виходять з якою-небудь коли-небудь рванувшей наднової чи іншої космічної «аномалії». Такі протонні викиди, в залежності від інтенсивності і віддалення від об’єкта їх испустившего, можуть не тільки опромінити вас рентгенівськими та іншими випромінюваннями, але і просто розпорошити ваше тіло на молекули і атоми.
Але потрапити в такий інтенсивний пучок буде смертельним навіть для корабля. А тому можете бути спокійні. Жартівники, які зважилися справити на вас цей своєрідний досвід будуть триматися від таких місць подалі.
Підсумуємо: Що буде почувати людина, що опинилася в космічному вакуумі
Опишемо на досвіді, схожому з тим, що стався з космонавтом Боумэном у фільмі Стенлі Кубрика «Космічна Одіссея 2001». Припустимо, модуль, в якому ви зараз перебуваєте, відрізаний від решти корабля вибухом. Ви бачите через ілюмінатор двері найближчого модуля, за дверима якого вас чекає порятунок. Знаходиться він на відстані 10 метрів від вашого, але для того, щоб їх подолати, вам доведеться плисти в космічному вакуумі без скафандра, оскільки в цьому відсіку його в наявності просто немає.
Припустимо, що, як і більшість ненавчених людей, ви зможете в момент найглибшого стресу, тобто на піку викиду адреналіну і прискореного серцебиття, залишатися у свідомості без кисню протягом 8-12 секунд. І цей проміжок буде тим коротше, чим активніше ви будете себе вести.
Спочатку вам доведеться приготуватися і зробити кілька частих вдихів. Потім повністю видихнути і тримати рот відкритим, щоб не пошкодити легені (відлік пішов). Потім відкрити шлюз (1 секунда пройшла). При цьому треба триматися за щось, не те безконтрольним викидом повітря вас запустить в непередбачуваному напрямку. В роті у вас тут же пересихає, вуха найсильнішим чином закладає, відчайдушно хочеться моргнути. Але краще з цим потерпіти. Коли все заспокоїться і тиск зрівняється з зовнішнім (2-я секунда пройшла) потрібно ощадливо відштовхнутися і запустити своє тіло в бік рятівного модуля (3-я і 4-я секунда пройшли).
Чим більше швидкість, тим краще. Зауважимо, що швидкість звичайного пішохода це 5 км/год, тобто – близько 1 м 40 см в секунду. Якщо летіти з такою швидкістю, на подолання 10 метрів піде більше 6 секунд і ви ризикуєте прибути до місця призначення втративши свідомість, і врятуватися вам вже не вдасться, оскільки ви навіть люк шлюзу модуля не зможете відкрити.
Валлі в однойменному мультику користувався замість реактивного двигуна вогнегасником. Але тут без вправності можна запустити себе в іншому напрямку.
Припустимо, вам вдалося надати своєму тілу швидкість 10 км/год і, пролетівши ділянку шляху, рівне приземлиться на двері шлюзу (5-а, 6-а і 7-я секунди). В очах у вас вже темніє, серце б’ється прискорено, але ні на що інше ви не звертаєте уваги, крім як б’єте по клавіші двері шлюзу або смикаєте якийсь важіль (залежно від конструкції). Потім останнім зусиллям вкидають себе в отъехавшие двері шлюзу, б’єте по клавіші закриття дверей і відновлення атмосфери (ще 2 секунди, плюс секунда на нагнітання дихальної суміші в шлюз, на все про все знадобилося 10 секунд). У цьому випадку, навіть якщо ви втратите свідомість, ви прокинетеся вже в повному доброму здоров’ї, врятованим.
Жодних обморожень ви не знайдете, так само як і не згадаєте було вам холодно чи немає за час свого польоту. Швидше за все, вам здасться, що вам було «сухо». Тобто, і ні холодно, і не жарко. Ніяких інших «дискомфортних» почуттів ви не виявите.
Якщо ж ви опинилися «за бортом» внаслідок вибуху і вас вдалося виловити з вакууму протягом 2 хвилин і швиденько реанімувати, ваш організм цілком зможе відновитися без яких-небудь наслідків.
Якщо хапанули радіації – це покаже лічильник гейгера і медична експертиза. Якщо отримали сонячний опік – це покаже засмага на обличчі. Інше тіло від ультрафіолету худо-бідно врятує одяг. Ось, в принципі, і все.
Висновок
Але, швидше за все, описана нами спроба навряд чи увінчається успіхом. Для того, щоб в такий момент продовжувати злагоджено мислити, робити все розважливо, не зриваючись на паніку і грохочущее в серці, потрібно володіти сталевими нервами, що досягається роками спеціальних тренувань. Може бути Боумен і був таким. Такими є і більшість сучасних космонавтів. Але проста людина… Він в такій ситуації буде робити все, але тільки не те, що потрібно.
А тому краще будемо сидіти вдома, ходити на роботу по матінці Землі, при нормальному тиску і вдихаючи чудовий повітря рідного забрудненої атмосфери, а в космос нехай літають ті, хто до цього реально готувався…
