Влияние взрывной декомпрессии на организм человека?

На самом деле у нас есть показания от первого лица о том, что происходит при этих обстоятельствах. В 1966 году Джим ЛеБлан тестировал скафандр в вакуумной камере, когда его линия подачи оторвалась и очень быстро выпустила атмосферу. Этот клип:

https://www.youtube.com/watch?v=KO8L9tKR4CY&feature=youtu.be

Включает в себя некоторые оригинальные кадры, а также интервью с вовлеченными людьми. Джим потерял сознание очень быстро — измеряется секундами. Последнее, что он помнит, это ощущение, как слюна закипает у него на языке. Им удалось быстро восстановить давление в камере, и он вскоре пришел в сознание без каких-либо необратимых повреждений.

Быстрая потеря сознания, вероятно, является неизбежным последствием. Это очень похоже на то, что происходит при удушье инертным газом . Короче говоря, чрезвычайно низкое давление заставляет легкие терять кислород с каждым «вдохом». В результате (в случае удушья инертным газом) можно потерять сознание уже через несколько вдохов. В вакууме, конечно, «дышать» на самом деле не имеет смысла, но ваши легкие все равно будут эффективно выводить кислород из вашего тела, заставляя вас быстро терять сознание (как это произошло с Джимом в вакуумной камере).

Учитывая это, вы можете задержать дыхание, чтобы не потерять сознание. Я недостаточно уверен, чтобы точно сказать, что произойдет, если вы это сделаете, но все указывает на то, что это будет плохой выбор, даже если это возможно (что, вероятно, не так). При подводном плавании с аквалангом задержка дыхания при всплытии является очень опасным движением и практически гарантированно вызовет баротравму легких . Тяжелая баротравма легких может привести к повреждениям, которые приводят к быстрому летальному исходу, таким как артериальная газовая эмболия или напряженный пневмоторакс . Риск баротравмы легких связан со скоростью относительного изменения атмосферного давления, поэтому подводное плавание с аквалангом наиболее опасно на поверхности., при переходе с, скажем, 2АТМ давления на 1АТМ. В результате я ожидаю, что переход от 1 АТМ к 0 АТМ одинаково, если не более, опасен для тех, кто пытается задержать дыхание.

На восстановление давления в камере Джима ушло около полутора минут. В итоге у него заболело ухо, но в остальном никаких видимых повреждений. Однако более длительное воздействие, безусловно, могло нанести больше вреда его телу. К сожалению, я сам не уверен, каков долгосрочный ущерб, и у меня нет хороших рекомендаций (почти уверен, что это исследование не проводилось). Большинство немедленных эффектов (например, Джим чувствует, что его слюна закипает) вызваны отсутствием давления. Технически его слюна кипела и замерзала одновременно, что делает вода в вакууме из-за отсутствия давления:

https://www.youtube.com/watch?v=2IOyJa8NSk0

Отсутствие давления является наиболее доминирующим эффектом, хотя я не уверен, насколько быстро тело действительно замерзнет. Солнце или тень не будут иметь значения сразу. Он замерзнет в любом случае (из-за отсутствия давления), поэтому единственным эффектом солнечного света или тени будет контроль скорости, с которой его лед ускользает посредством сублимации. Более теплые области пространства = более быстрая сублимация и, следовательно, более быстрое время перехода от эскимо (также известного как замороженное тело) к мумии (также известному как высушенное тело). Для долгосрочных результатов я отсылаю вас к соответствующему xkcd.

https://what-if.xkcd.com/134/

То, что происходит с человеком , просто. То, что происходит с их телом, включает в себя еще несколько шагов.

Первое, что происходит, это ты кричишь. Ну, ты действуешь, чтобы кричать, или крик действует на тебя. Легкие рассчитаны на то, чтобы выдерживать давление около 1/10 атмосферы, что является типичной дельтой, возникающей при дыхании. Вы либо выдыхаете весь воздух из легких, либо этот воздух вырывается наружу, нанося по пути существенный урон. Этот эффект, вероятно, не так уж и важен для того, кого казнят с помощью вакуума. Для тех, кто хочет жить, это имеет большое значение. Дайверы, участвующие в так называемом контролируемом экстренном плавании (CESA), учатся выдыхать во время всплытия, чтобы дать воздуху из легких выйти. Этот явно неинтуитивный маневр необходим для вашего выживания.

Следующее, что происходит, это то, что вы теряете сознание примерно через 15 секунд. Легкие — это мощный механизм газообмена, а вы только что подвергли их воздействию чистого вакуума. Вакуум отрывает кислород от гемоглобина, а затем доставляет эту кровь в мозг. Через 15 секунд он достигает мозга, и почти сразу после этого вы теряете сознание. Смерть наступает вскоре после этого, как будто сердце перестало биться (оно может биться, но не доставляет насыщенную кислородом кровь, так что это совсем не помогает).

Вы можете выжить так некоторое время:

... одно исследование, проведенное в 1965 году исследователями на базе ВВС Брукс в Техасе, показало, что собаки, подвергавшиеся воздействию почти вакуума - одной трехсот восьмидесятой атмосферного давления на уровне моря - до 90 секунд, всегда выживали.

После этого ответ становится немного скучнее. У вас есть проблемы с кипением воды, но это не мгновенно. Пространство на самом деле очень плохой проводник, поэтому оно не отводит тепло. Ваше тело излучает с очень низкой скоростью. Почти все охлаждение происходит за счет испарения, что является очень локальным эффектом. Астронавты, попавшие в подобные аварии, помнят, как перед тем, как потерять сознание, почувствовали испарение с языка. Однако это занимает много времени. По крайней мере, столько времени, сколько требуется, чтобы замерзнуть в холодную погоду. Прохладе нужно время, чтобы проникнуть внутрь (или, говоря по-другому, теплу нужно время, чтобы выйти наружу). Однако ваши глаза обычно не «взрываются»:

Вода в мягких тканях вашего тела испаряется, вызывая сильный отек, хотя плотное уплотнение вашей кожи не позволит вам разорваться на части. Ваши глаза также не взорвутся, но продолжающееся выделение газа и водяного пара приводит к быстрому охлаждению рта и дыхательных путей.

На самом деле, один из новых дизайнов скафандра, биоскафандр, фактически использует это преимущество. Человеческая кожа действительно может противостоять вакууму в небольших масштабах. Очевидно, что большие участки кожи страдают от расширения из-за попадания жидкости в эту область, но если вы сжимаете кожу на грубом уровне, микроскопическая структура может выдержать вакуум. Биокостюм на самом деле негерметичен. Воздух может выходить через ткань костюма. Результат? Ваше тело на самом деле может охлаждаться с помощью предварительной подготовки, как это происходит на жарком солнце пустыни! Ваше тело выделяет пот, как обычно, и этот пот испаряется в вакуум, охлаждая вас!

Не то чтобы от этого меня меньше беспокоила мысль о том, что моя кожа будет подвергаться воздействию космического вакуума, но это было сделано. Одну из наиболее известных утечек на МКС удалось решить, прикрыв ее большим пальцем . (отверстие, очевидно, позже было заделано более прочно, сначала каптоновой лентой, а позже, я думаю, оно было зацементировано)

Как только эффекты испарения перестают иметь значение и вы становитесь инертными, с телом происходит то же , что и с астероидом такого же размера. Если это в окружающей среде, которая становится горячей из-за солнца, она становится горячей. Если это в окружающей среде, которая становится холодной, она становится холодной. Это происходит в течение длительного времени, по крайней мере, по сравнению с 15 секундами осмысленного крика.

А. Человек кладет руку в вакуумную камеру

В этом видео показано, что происходит, а ближе к концу показаны факты и цифры из 2-го издания Книги данных по биоастронавтике НАСА - https://youtu.be/iWGGMchu6mQ?t=67.

B. Экипаж, который так и не вернулся домой: несчастья корабля «Союз-11»

Миссия закончилась катастрофой, когда капсула экипажа разгерметизировалась во время подготовки к входу в атмосферу, в результате чего погиб экипаж из трех человек. https://en.wikipedia.org/wiki/Союз_11

«Они постучали в сторону, но ответа изнутри не последовало. Открыв люк, они обнаружили всех троих на своих кушетках, неподвижных, с синими пятнами на лицах и кровавыми дорожками из носов и ушей . С спускаемого аппарата сняли.