Что произойдёт с астронавтом, когда он подвергнется воздействию открытого космоса?⁠⁠

Довольно стандартный сценарий для многих фильмов. По той или иной причине астронавт оказывается в открытом космосе в поврежденном скафандре. Бывает, что человека выбрасывает наружу с космической станции вообще без таковой защиты. Тут каждый режиссер начинает рисовать этот процесс по-разному. Кто-то делает его отвратительно красочным, а кто-то просто показывает, как манекены улетают куда-то в безмолвную темноту. Что будет на самом деле, если обратиться при размышлениях к физике?

Начнем с самого простого. Рассматриваемое пространство является вакуумом. Это означает, что атмосферное давление среды там отсутствует. Несмотря на то, что это кажется ерундой, проблемы во многом появятся именно из-за этого.

Представьте себе воздушный шарик, который имеет некоторый объем и форму. Шарик сдерживает воздух внутри под некоторым давлением. Это обусловлено не только наличием упругости стенок, но и существованием некоторого внешнего давления. Атмосферное давление оказывает влияние на этот шарик и, вместе с упругими стенками, не даёт шарику раздуваться дальше.

Теперь представьте, что этот шарик внутри себя содержит сложнейшую систему, которая состоит из биологических проводков, связей и множества других элементов. При этом сама система заполнена специальными биологическими жидкостями, необходимыми для функционирования.

Про жидкости скажем отдельно. Вы знаете, почему высоко в горах температура кипения воды ниже? Дело в атмосферном давлении. Чем оно ниже, тем ниже и температура кипения. Если вспомнить газовые законы, то выяснится, что при некотором сочетании температуры и давления жидкость самопроизвольно закипит. Примерно такой сценарий ждёт биологические жидкости внутри организма.

В тот момент, когда тело астронавта попадает в вакуум происходит фазовый переход (изменение формы) в соединениях тела. Например, вода (в жидкой фазе), при попадании в вакуумную камеру, мгновенно испарится, превратившись в газ. В организме же есть не только вода, но и другие соединения. Все они будут пытаться стать газом и это приведет к не самым хорошим последствиям. Соединения, которые играют важную роль в человеческом теле, внезапно изменяются, так что их функция не будет выполняться.

При этом воздух в легких будет расширяться и увеличиваться в объеме. Чем меньше давление пространства, тем больше будет объем газа. Легкие будут сдавливаться расширяющимся воздухом. Тот же самый шарик, про который мы говорили выше. Только при этом всё это части организма. Само собой, что пользы особой не будет. При этом само явление не будет контролируемо.

Помните, как в древнем Египте кололи камни? Делали небольшое отверстие и размещали там ткань. Затем ткань смачивали и те миллиметры, на которые увеличивалась мокрая ткань за счёт роста её объема и смачивания, позволяли разрывать каменные блоки на части. Межатомные силы вообще невероятны. Увы, удержать такой процесс механически просто невозможно. По этой причине разрывает и замерзшие трубы, и прочие элементы конструкций. Само собой, лёгкие космонавта ждёт такая же участь. Никакие ткани организма не выдержат расширение газа внутри них.

С этим неприятным явлением сталкивались на практике. Вы наверное слышали историю, как скафандр Алексея Леонова распучило как воздушный шарик? На заре космической промышленности было сложно представить, как именно поведет себя объект. Скафандр был предусмотрительно снабжен ребрами жёсткости, но это оказалось недостаточным. В итоге космонавт не смог нормально двигаться, так как из скафандра получилась накачанная сарделька, которая не гнулась, и еле-еле вышло попасть обратно на станцию, поскольку увеличившийся объём одеяния просто не пролезал в люк.

Следующий момент - это очень низкие температуры. Тут обычно фантазия работает совсем в другую сторону. Вы наверное видели, как показывают несчастного космонавта, который за пару часов в космосе покрывается льдом. Так вот и это ошибка. В отличие от низких температур на Земле, в космосе нет воздуха. Конвекционный перенос тепла, как это происходит на Земле, в космосе не применяется. Остаётся только лишь излучение, но это это не самый быстрый способ теплообмена. Соответственно, человек вряд ли замерзнет так быстро, как это иногда показывают. Уж точно ни это станет главной проблемой. Ведь теплообмен практически исключен, а значит хоть в плавках там летай.

В итоге картинка довольно жуткая. Получится воздушный шарик, который закипит изнутри. В фильмах довольно редко это показывают именно таким образом. Чаще всего это просто неслаженный набор действий, в которых и мороз наблюдается, и тело просто мешком улетает куда-то в сторону Солнца. Так или иначе, лучше не оказываться без скафандра в открытом космосе.

Ну и в моём Telegram можно почитать про квантовые миры доступно и понятно. Подпишитесь, вам точно понравится!