Fhnuzoag

Исключая проблемы с давлением и дыханием, как долго может оставаться человек незащищенным в космосе?


Научно обоснованной Пространство Физика Фэнтези

Боб убежал от своего взрывающегося космического корабля в самый гетто в мире, в котором находился спасательный блок - воздухонепроницаемый металлический ящик с только некоторыми респираторными передачами ( О 2 О 2 бак, Колорадо 2 Колорадо 2 фильтр) как компания. Теперь он плавает в открытом космосе, ожидая спасения. Невзирая на то, что люди гибнут в космосе из-за воздействия вакуума.

  • Как долго он может оставаться в живых в этой ситуации?
  • Может ли он сделать что-нибудь, чтобы максимизировать время своего выживания?
  • Что в конечном итоге убивает его?

Подробнее:

  • Предположим, что коробка 1x1x2m, изготовленная из листового металла. (Если это недостаточно сильное, чтобы противостоять вакууму, то стороны будут немного толще.) Если это делает гигантскую разницу, то, возможно, может быть использована чуть большая коробка, но помните, что она должна быть помещена в шлюз на конец дня. Во вселенной это небольшой грузовой контейнер.
  • Земная орбита. Бонусные очки, если вы можете описать другие местоположения, но самая важная орбита Земли.
  • Боб умственно силен.
Vincent
Низкие температуры?

jamesqf
Сначала начинается кислород, затем вода, затем пища. Температура может быть или не быть проблемой, но, по предположению, она более подвержена перегреву, чем холод, поскольку вакуум - довольно хороший изолятор.

Samuel
Какова площадь поверхности спасательного контейнера?

user6760
ваш спасательный блок поставляется с возможностью приостановления анимации?

Fhnuzoag
Нет приостановленной анимации, я представляю себе что-то вдоль линий кубика размером 1 м x 1 м x 2 м. (Да, неприятно.)

Ответы


Jim2B

Вы сказали, что не волнуйтесь об этом, но для усмешек и хихиканья я прикрепил ссылку на то, что действительно произойдет во время взрывной декомпрессии .

Я думаю, @Mikey правильно о ситуации с водой и пищей:

  • Как бы долго О 2 О 2 поставок и С О 2 С О 2 скрубберы для дыхания (от часов до дней?)
  • дней до недели до смерти от обезвоживания
  • недели до месяца, прежде чем умереть от голода

В тени

Я думаю, что @Mikey неверен в отношении воздействия температуры. Этот вопрос об обмене физическими стеками имеет полезную информацию.

Используя уравнение радиационного теплообмена для стручка в тени :

Q T = e σ A ( T 4 s k i n - T 4 a m b i e n t ) Q T знак равно е σ ( T s К я N 4 - T м б я е N T 4 )

и запирание чисел:
A = 1,2 м знак равно 1.2 м
e = 0,97 е знак равно 0,97
σ = 5,66 × 10 - 8 σ знак равно 5,67 × 10 - 8
T s k i n = 304 К T s К я N знак равно 304 К
Q T = 2000 C л d a y = 100 Вт Q T знак равно 2000 С L d Y знак равно 100 W

и решение для T a m b i e n t T м б я е N T дает идеальную температуру окружающей среды (минимальное потребление пищи) ~ 290 К = 17 С = 69 F 290 К знак равно 17 С знак равно 69 F (неудивительно, что это температура умеренных мест на поверхности Земли).

Если вы перевернете это и выясните количество энергии, необходимое для сжигания, чтобы оставаться теплым в глубоком (3K) пространстве (и используя все цифры, показанные выше), вы узнаете, что Боб должен потреблять 11 600 КЛ / день для своего тела, чтобы генерировать достаточно тепло, чтобы оставаться теплым (это не предполагает нагревателей на судне).

Если мы ограничимся только удвоением потребления калорий Боба в течение дня, чтобы оставаться теплым, нам нужна температура окружающей среды около 273 К = 0 С = 32 F 273 К знак равно 0 С знак равно 32 F

Этот ответ отличается от того, что я думал, я думал, что стручок будет менее чувствителен к внешним температурам, чем он есть. Я был не прав, без подкачки, стручок гораздо более чувствителен к температуре окружающей среды.

В солнечном свете

Наличие спасательного стручка в солнечном свете имеет большое значение для уравнения теплопроводности. Человеческое тело может вырабатывать ~ 100 Вт тепла, но солнечный свет на орбите Земли на солнечной стороне объекта размером с человеческий организм генерирует 800 Вт тепла.

Температура равновесия для этой конфигурации будет ошпариванием

  • На Земле, 344 К = 71 С = 188 F 344 К знак равно 71 С знак равно 188 F
  • На Марсе, 308 К = 35 С = 109 F 308 К знак равно 35 С знак равно 109 F
  • В астероидах, 237 К = - 36 C = - 47 F 237 К знак равно - 36 С знак равно - 47 F
  • В Юпитере, 210 К = - 63 C = - 107 F 210 К знак равно - 63 С знак равно - 107 F

Резюме

В идеале вы будете рядом с большим телом. Это позволяет вам переключаться между тенью и теплом. Это должно помочь значительно смягчить вашу температуру.

В общем, однако, стручок будет легче нагреваться при нагревании, чем обеспечить активное охлаждение при воздействии прямого солнечного света.

Fhnuzoag
Хм, мне нужно выяснить, правы ли вы, или @Mark. (У Марка есть Боб, замерзающий на (солнечной) орбите Земли, в то время как у вас есть его обжиг.) Что объясняет несоответствие? Другое предположение об альбедо?

Jim2B
Я предположил, что капсула была по существу телом Боба в космическом костюме (такого же размера, как и человеческое тело) для радиационных целей (как входящих, так и исходящих). Я предположил, что он окружен черным телом 3К, и только солнечный свет его нагревает (например, не на орбите вокруг планеты). Интенсивность солнечного света на околоземной орбите ~ 1300 Вт / м 2 м 2 , Я предполагал, что человеческое тело будет 1,2 м 2 1.2 м 2 но похоже, что 1.7 ближе к реальности. Только 1/2 под воздействием солнечных лучей

Jim2B
@ Номера Марка выглядят как те, которые я получил для кого-то в тени.

Michael Kjörling♦
Велоспорт между теневым (холодным) и солнечным светом (жарой) не похож на то, что он очень хорошо справится с «воздухонепроницаемым металлическим ящиком с только некоторыми респираторными механизмами». Я ожидаю, что тепловые нагрузки станут серьезным фактором.

Mark

Если давление и воздух позаботятся, следующий серьезный риск - это температура.

Эффективная температура объекта при равновесии определяется выражением

T = ( L ( 1 - A ) 16 π σ D 2 ) 1 4 T знак равно ( L ( 1 - ) 16 π σ D 2 ) 1 4

Предполагая Солнце (светимость L = 3,8 * 10 26 Вт), достаточно отражающая коробка (альбедо A = .75) и три ситуации спасения (околоземная орбита D = 1,4 * 10 11 м, орбита Марса D = 2,2 * 10 11 м , и орбита Сатурна D = 1,4 * 10 12 м), мы получаем следующие равновесные температуры для ящика:

  • Земля: 212K (-60C)
  • Марс: 169 К (-104 ° С)
  • Сатурн: 67 К (-205 ° С)

На орбите Земли Боб может жить достаточно долго, чтобы быть спасенным: вакуум - довольно хороший изолятор, а равновесная температура не настолько далека от температуры тела - очень грубый расчет говорит о том, что у него около четырех часов, прежде чем перейти к гипотермии, и, возможно, 12 часов до смерти от холода. На Марсе или на орбите Сатурна (или в глубоком космосе, если на то пошло), те же расчеты дают от одного до двух часов гипотермии и от трех до шести часов до смерти.

Обратите внимание, что если его ящик не упадет, чтобы выровнять отопление, он будет подвергать краткосрочный риск ожогам, если он находится на околоземной орбите, так как освещенная солнцем сторона коробки нагревается. Если его одежда обеспечивает достаточную изоляцию, чтобы избежать ожогов, он мог бы использовать ее для увеличения продолжительности жизни.

Fhnuzoag
Не-упаковочная коробка? Это начинает казаться многообещающим. Интересно, может ли дифференциальная теплота также помочь решить проблему с водой. Если он обманывает свою одежду и использует горячую сторону коробки, чтобы испарить ее, у него будет импровизированная дистилляция, так как пары конденсируются на холодной стороне ...

Samuel
Где вычисление говорит вам, как быстро коробка охлаждается? Вы включили тот факт, что Боб - маленький космический обогреватель? Металл - отличный проводник тепла, но вы говорите, что одна сторона будет достаточно горячей, чтобы гореть, и будет заморожена через четыре часа. Это кажется противоречивым.

Mark
@Samuel, я вычислил тепловой поток с формулой для радиационного теплообмена с равновесной температурой в качестве второй температуры поверхности и вычитал догадки о тепловой мощности Боба для получения чистого изменения тепла. Затем я приблизил Боб как уродливый мешок в основном воды, чтобы получить скорость изменения температуры. Металл - хороший проводник тепла, но не идеальный: если коробка рушится, солнечное нагревание и охлаждение в глубоком космосе усредняются до однородного летального уровня; если это не так, сторона, обращенная к солнцу, будет более горячей, чем обращенные к пространству стороны. Вычисление задействованного теплового потока выше моего мастерства.

Mikey

Устраняя тепловые проблемы и предполагая безграничную (или большую) подачу воздуха:

  1. Через два-три дня обезвоживания Боб погиб.

  2. Итак, у Боба есть вода и удаление воды; после двух-трех неприятных недель без пищи Боб погибнет.

  3. Итак, у Боб есть вода, уборка и еда ... это зависит от того, как долго он может быть с собой в аппарате для дыхания / еды / питья / кормы / мочи.

Jan Doggen
Не забывайте об облучении. Он убьет его даже после того, как его «спасут». Но поскольку ОП не указывал на «металл» в коробке или окружающие его космические объекты (близкое солнце?), Нет способа определить, какую дозу радиации он получает.

Mikey
@JanDoggen - согласился, я не уверен, что все детали. Кроме того, мы могли бы добавить много способов умереть, ... # 113. Пришел серийный убийца и напал на Боба

Necessity
@Mikey # 84 Он утонул в собственной мочи.

Lorry Laurence mcLarry

У него есть источник света? С кем поговорить? В невесомой среде нет визуальной стимуляции, нет звука, отличного от его собственного голоса ... Как долго средние человеческие существа мысленно выживают, удерживаясь против их воли в этой среде? Своими мыслями он был бы сумасшедшим. Ему было бы жаль, что он принес кислород. он захочет умереть.

Таким образом, существует предел тому, как долго кто-то может жить в отсутствие каждой из своих физических потребностей. В порядке очередности: Воздушное давление Воздухопроницаемый воздух соответствует температуре гигиенической среды с чистой водой. питательная пища.

Является ли металлический контейнер на солнце? Его окружающая среда остынет до 4 градусов по Цельсию, которая сохранится в зимней одежде. Что он носит? Если контейнер находится между галактиками, тогда окружающая среда может остыть до отрицательного 270 градусов по Цельсию, и он будет заморожен в течение нескольких минут, независимо от того, что он носит.

Но опять же, предполагая, что все его физические потребности были удовлетворены в течение нескольких недель, он, вероятно, вскоре найдет способ совершить самоубийство.

Ephasme
Вы не отвечаете на вопрос: безумие - это не смерть, и желание умереть не умирает.

jamesqf
Вы также считаете, что Боб средний.

Cem Kalyoncu
Если Боб знает, что кто-то приходит на помощь, безумие не является проблемой. Если нет, то через пару часов он будет сумасшедшим (угадывание из большинства слов гетто, отсутствие сенсорных стимулов на борту) и в конечном итоге попытается оторвать стручок, чтобы убежать. В зависимости от силы стручка против силы Боба он, возможно, не переживет эту попытку.

Смотри также