Прокол скафандра во время выхода в открытый космос. Что случилось бы?

Шансы: закон Мерфи - когда-нибудь случаются плохие вещи. Причины: Помимо (микро-)метеоритов, как упоминал @TildalWave, риск связан с самими астронавтами. EVA предназначены для ремонта вещей, «сантехники», обращения с инструментами и оборудованием и т. Д. Вполне естественно ломать вещи во время работы.

В количественном отношении, хотя в истории было много выходов в открытый космос, все их пережили. И кроме проблем с обогревом и охлаждением, воды не в том месте внутри костюма или просто избыточного давления, серьезных проблем еще ни разу не было. Так что трудно поставить ему цифру.

Космические скафандры (как и пилотируемые космические корабли) предназначены для устранения течи или дыр определенного размера в течение определенного периода времени. В космическом корабле идея состоит в том, чтобы дать астронавтам время «прыгнуть» в свои скафандры или другой доступный безопасный космический корабль, прежде чем у них закончится воздух. В скафандре идея аналогична — дать достаточно времени для безопасного возвращения в шлюз.

Если вас интересуют подробности, посмотрите характеристики скафандров для выхода в открытый космос. Я нашел пример для российского костюма Орлан . Эта система называется «системой компенсации утечек» (раздел 4 | стр. 28).

Обратите внимание, что абсолютно герметичных костюмов практически не бывает . Слишком много соединений и уплотнительных колец. Поэтому все костюмы в той или иной степени постоянно протекают. Если количество просочившегося воздуха по какой-либо причине превышает «нормальное», система жизнеобеспечения скафандра может увеличить количество воздуха, нагнетаемого в скафандр, за счет продолжительности выхода в открытый космос.

Случаи протекания или прокола костюма в реальной жизни случаются редко. Насколько я знаю, нет задокументированных случаев быстрой потери воздуха в скафандрах в космосе. Но имейте в виду, что каждый костюм протекает, поэтому на самом деле несколько костюмов протекали больше, чем должны. Частично проколотые костюмы также являются известной проблемой. Известный современный пример произошел на STS 118 , где были проколоты два из пяти слоев материала перчатки американского костюма. Еще один интересный случай, хотя поначалу незамеченный, произошел на STS 37 .

I зависит от того, что стало причиной разрыва/прокола и насколько быстро из-за этого разгерметизация.

Если бы, например, прокол был вызван микрометеоритом, то относительно быстрая разгерметизация скафандра могла бы не сильно беспокоить несчастного космонавта, так как микрометеорит мог пройти через тело космонавта со скоростью, возможно, на порядок большей чем пуля, вылетевшая из дробовика, может лететь, вызывая что угодно: от пробитой пулей раны до мгновенного внутреннего разжижения тела бедного астронавта в неузнаваемой смеси всех его/ее внутренностей, если микрометеорит попадает в скафандр с предельной скоростью по отношению к движения астронавта с участием ВКД и достаточно велика (где общая высвобождаемая энергия составляет$E_\text{k} =\tfrac{1}{2} (m_\text{in} - m_\text{out})(v_\text{in}-v_\text{out})^2$куда$m$это масса и$v$скорость проникающего объекта).

Однако, если предположить, что разрыв/прокол был сделан по другим (несмертельным) причинам, таким как части скафандра, непреднамеренно зажатые между каким-либо оборудованием, задевающие острый предмет и т.п., тогда проблема становится одной из попытка временно повысить внутреннее давление скафандра с помощью любого доступного кислорода жизнеобеспечения и других газов в смеси для дыхания, надеюсь, увеличивая внутреннее давление скафандра быстрее, чем происходит разгерметизация, и перемещаясь к ближайшему воздушному шлюзу как можно скорее (как упоминает @ernestopheles в своем комментарии). Если прокол находится в пределах досягаемости астронавта (или одного из членов его/ее команды), они также могут попытаться прижать прокол вручную или с помощью лейкопластыря в надежде, что это остановит или ограничит скорость разгерметизации.

Частоту появления таких микрометеоритов трудно оценить, и она зависит от того, где происходит выход в открытый космос. На планетах, имеющих хоть какое-то атмосферное давление, есть вероятность, что они сгорят при входе в атмосферу планеты. Вокруг земной орбиты могут быть большие риски, также связанные с большим количеством космического мусора, вращающегося вокруг Земли, который мы отправили в космос во время ранее прерванных или завершившихся миссий, потерянных инструментов и т. д., которые могут вращаться вокруг Земли из-за инерции.

Что касается другой части вашего вопроса, если это уже произошло с кем-либо, я ничего не знаю о том, чтобы такая авария происходила с кем-либо в космосе, но это произошло во время испытаний скафандров и оборудования для выхода в открытый космос здесь, на Земле, в относительно контролируемая среда вакуумной камеры, давление в которой, к счастью, восстановилось достаточно быстро, чтобы не вызвать необратимых проблем со здоровьем или даже смерти испытуемого. См. этот ответ для получения дополнительной информации об этой аварии и о том, что произойдет, если ваше тело подвергнется воздействию космического вакуума.

Фактически, во время одного из предыдущих выходов в открытый космос космического корабля "Шаттл" произошел инцидент с проколом. Перчатка была проколота из-за дефекта изготовления/сборки. Дело в том, что астронавт этого даже не заметил, пока после выхода в открытый космос не обнаружил у себя на руке странное красное пятно. Отверстие было невелико, и его кожа заткнула его, так что утечка воздуха была ниже порога тревоги. И астронавт был настолько взволнован (это был его первый выход в открытый космос), что ничего не заметил.