Какое давление у человека в космосе
Содержание статьи
Развенчиваем самые распространенные мифы о космосе
Наука
Современное кино и фантастические книги о космосе часто сбивают нас с толку, представляя многие факты искаженными. Конечно, верить всему, что видишь на экране или читаешь в Интернете, нельзя, однако некоторые заблуждения настолько крепко засели в нашем сознании, что нам сложно уже поверить, что на самом деле все несколько иначе.
Например, как вы думаете, что будет, если человек окажется в открытом космосе без скафандра? Его кровь закипит и испарится, его разовьет на мелкие кусочки или, может быть, он превратиться в кусок льда?
Читайте также: 15 идиотских мифов, в которые люди до сих пор верят
Многие полагают, что Солнце — это пылающий огнем шар, Меркурий — самая горячая планета Солнечной системы, а космические зонды отправляли только на Марс. Как же дела обстоят на самом деле?
Человек в космосе без скафандра
Миф №1: Человек без скафандра взорвется в открытом космосе
Вероятно, это один из самых старых и распространенных мифов. Есть мнение, что если человек вдруг окажется в открытом космическом пространстве без специального защитного костюма, его просто разорвет на части.
Логика в этом есть, ведь в космосе нет давления, поэтому если человек взлетит слишком высоко, его раздует как воздушный шар и он лопнет. Однако на самом деле наше тело вовсе не так эластично, как воздушный шарик. Нас не может разорвать на части в космосе, так как наше тело слишком упруго. Нас может немного раздуть, это так, но наши кости, кожа и другие органы не настолько хрупки, чтобы в миг разорваться на части.
Скафандры для Марса: тест-драйв в Антарктике
В реальности несколько людей подвергались влиянию невероятно низкого давления во время своей работы в космосе. В 1966 году один космонавт тестировал космический скафандр, когда произошла разгерметизация на высоте более 36 километров. Он потерял сознание, но вовсе не взорвался, а позже полностью восстановился.
Миф №2: Человек без скафандра замерзнет в открытом космосе
Это заблуждение подогревается множеством кинофильмов. Во многих из них можно увидеть сцену, в которой один из героев оказывается за пределами космического корабля без скафандра. Он тут же начинает мерзнуть, а если пробудет в открытом космосе определенное время, просто превратиться в ледышку. В реальности все будет происходить с точностью наоборот. В открытом космосе вы вовсе не переохладитесь, а перегреетесь.
Миф №3: Кровь человека закипит в открытом космосе
Этот миф связан с тем фактом, что точка кипения любой жидкости имеет прямую связь с давлением окружающей среды. Чем выше давление, тем выше точка кипения и наоборот. Это происходит потому, что жидкости легче превратиться в газ, когда давление ниже. Поэтому логично было бы предположить, что в космосе, где нет давления, жидкости сразу же закипят и испарятся, в том числе и кровь человека.
Линия Амстронга — величина, при которой атмосферное давление настолько низкое, что жидкости испаряются при температуре, равной температуре нашего тела. Однако с кровью такого не происходит.
Например, жидкости тела, та же слюна или слезы, действительно испаряются. Человек, который испытал на себе, что такое низкое давление на высоте 36 километров, рассказывал, что во рту у него действительно пересохло, так как вся слюна испарилась. Кровь, в отличие от слюны, находится в закрытой системе, а вены позволяют ей оставаться в жидком состоянии даже при очень низком давлении.
Миф №4: Солнце — пылающий шар
Солнце — космический объект, которому уделяют много внимания при изучении астрономии. Это огромный огненный шар, вокруг которого вращаются планеты. Он находится на идеальном для жизни расстоянии от нашей планеты, давая достаточно тепла.
3 года из жизни Солнца за 3 минуты
Многие неверно представляют себе Солнце, полагая, что оно действительно горит ярким пламенем, наподобие костра. В реальности же это большой газовый шар, который дает свет и тепло благодаря ядерному синтезу, который имеет место, когда два атома водорода соединяются, образуя гелий.
Черные дыры в космосе
Миф №5: Черные дыры имеют форму воронки
Многие представляют себе черные дыры как гигантские воронки. Именно так часто изображают эти объекты в кино. В реальности черные дыры фактически «невидимы», однако чтобы вы имели о них представление, художники часто изображают их в виде водоворотов, которые поглощают все вокруг.
Как выглядит черная дыра? Новое удивительное изображение
В центре водоворота находится нечто, похожее на вход в потусторонний мир. Реальная черная дыра напоминает шар. В ней нет как таковой «дыры», которая затягивает. Это всего лишь объект с очень большой гравитацией, который притягивает к себе все, что находится поблизости.
Хвост кометы
Миф №6: У кометы горящий хвост
Представьте себе на секунду комету. Скорее всего, ваше воображение нарисует кусок льда, летящий на большой скорости сквозь космическое пространство и оставляющей за собой яркий след.
Все что вы хотели знать о метеоритах, астероидах и кометах
В отличие от метеоров, которые вспыхивают в атмосфере и умирают, комета может похвастаться наличием хвоста вовсе не из-за трения. Более того, она вовсе не разрушается, путешествуя в космосе. Ее хвост образуется благодаря теплу и солнечному ветру, которые растапливают лед, а частицы пыли отлетают от тела кометы в направлении, обратном ее движению.
Температура на Меркурии
Миф №7: Меркурий ближе всего к Солнцу, а значит, это самая горячая планета
После того, как Плутон вычеркнули из списка планет Солнечной системы, самой маленькой из них стал считаться Меркурий. Эта планета находится ближе всего к Солнцу, поэтому можно предположить, что она является самой горячей. Тем не менее, это не так. Более того, Меркурий на самом деле сравнительно холодный.
Максимальная температура на Меркурии составляет 427 градусов Цельсия. Если бы эта температура наблюдалась на всей поверхности планеты, даже тогда Меркурий был бы холоднее Венеры, температура поверхности которой составляет 460 градусов Цельсия.
Меркурий раскрывает свои тайны
Несмотря на то, что Венера находится на расстоянии 49889664 километра от Солнца, она имеет такую высокую температуру благодаря атмосфере, состоящей из углекислого газа, который задерживает тепло у поверхности. У Меркурия такой атмосферы нет.
Помимо отсутствия атмосферы, есть еще одна причина, почему Меркурий — сравнительно холодная планета. Все дело в ее движении и орбите. Полный оборот вокруг Солнца Меркурий совершает за 88 земных суток, а полный оборот вокруг своей оси делает за 58 земных суток. Это означает, что ночь на Меркурии длится 58 земных суток, поэтому температура на той стороне, которая оказывается в тени, опускается до минус 173 градусов Цельсия.
Запуски космических аппаратов
Миф №8: Человек отправлял космические корабли только к поверхности Марса
Все, конечно, слышали о марсоходе «Кьюриосити» и его важной научной работе, которую он выполняет, находясь сегодня на поверхности Марса. Вероятно, многие забыли о том, что на Красную планету отправлялись и другие аппараты.
Марсоход «Оппортьюнити» приземлился на Марсе в 2003 году. Ожидалось, что он проработает не более 90 дней, однако этот аппарат до сих пор в рабочем состоянии, хотя прошло уже 10 лет!
Марсоход Curiosity отметил 1 год на Марсе (видео)
Многие полагают, что мы никогда не сможем запустить космические аппараты для работы на поверхности других планет. Конечно, человек отправлял различные спутники на орбиты планет, но добраться до поверхности и благополучно приземлиться — задача не из легких.
Впрочем, попытки были. Между 1970 и 1984 годами СССР удачно запустил 8 аппаратов на Венеру. Атмосфера этой планеты крайне не гостеприимна, поэтому все корабли проработали там очень недолго. Самое долгое пребывание — всего 2 часа, это даже больше, чем рассчитывали ученые.
Интересные факты о космических кораблях и исследованиях планет
Также человек добрался и до более удаленных планет, например, до Юпитера. Эта планета практически полностью состоит из газа, поэтому приземляться на нее в обычном смысле несколько затруднительно. Ученые все же отправили к ней аппарат.
Корабль Юнона отправился к Юпитеру «за водой»
В 1989 году космический корабль «Галилео» полетел к Юпитеру, чтобы изучить эту гигантскую планету и ее спутники. Это путешествие заняло 14 лет. 6 лет Аппарат усердно выполнял свою миссию, а затем был сброшен на Юпитер.
Он успел отправить важную информацию о композиции планеты, а также ряд других данных, которые позволили ученым пересмотреть свои представления о формировании планет. Также еще один корабль под названием «Юнона» сейчас на пути к гиганту. Планируется, что он доберется до планеты только через 3 года.
Невесомость в космосе
Миф №9: Космонавты на орбите Земли находятся в невесомости
Реальная невесомость или микро-гравитация существует далеко в космосе, однако ни одному человеку пока не удавалось ее испытать на собственной шкуре, так как ни один из нас пока слишком далеко от планеты не улетал.
Многие уверены, что космонавты, работая в космосе, парят в невесомости потому, что находятся далеко от планеты и не испытывают притяжения Земли. Однако это не так. Притяжение Земли на таком сравнительно небольшом расстоянии все равно существует.
Когда объект вращается вокруг такого большого космического тела, как Земля, обладающего большой гравитацией, этот объект на самом деле падает. Так как Земля постоянно движется, космические корабли не падают на ее поверхность, а тоже движутся. Это постоянное падение создает иллюзию невесомости.
Космонавты таким же образом падают внутри своих кораблей, но так как корабль движется с той же скоростью, кажется, что они парят в невесомости.
Что нам мешает отправиться на Марс?
Подобный феномен можно заметить в падающем лифте или резко снижающемся самолете. Кстати, сцены с невесомостью в картине «Аполлон 13» снимались в снижающемся лайнере, который используется для тренировки космонавтов.
Самолет поднимается на высоту 9 тысяч метров, а затем начинает резко падать в течение 23 секунд, тем самым создавая внутри салона невесомость. Именно такое состояние испытывают космонавты в космосе.
Какова высота атмосферы земли?
Источник
Кровообращение космонавта
На заре развития космонавтики, когда появилась реальная техническая возможность осуществить полет человека по орбите искусственного спутника Земли, стал актуальным вопрос о возможности жить и работать в условиях невесомости. Надо было проанализировать, какие могут возникнуть при этом нарушения в деятельности сердечнососудистой системы.
Дело в том, что гравитационная сила тяжести более всего деформирует кровь, и только стенки сосудов, в которых она заключена, удерживают ее от растекания. Под действием силы тяжести кровь давит изнутри на сосуды. Это давление компенсируется напряжением их мышечного слоя, жесткостью стенок и окружающих тканей. Поэтому в земных условиях у человека, стоящего вертикально в нижней части тела сосуды всегда находятся под немного повышенном гидростатическом давлении крови.
Объем крови для нормального кровообращения должен быть немного больше, чем заполнение объема нерастянутых сосудов. На основании некоторых расчетов и модельных экспериментов установлено, что этот объем, при действующем гидростатическом давлении увеличивается на 12-18 процентов. При этом увеличение этого давления в нижних конечностях увеличивает количество межтканевой жидкости.
Что же произойдет в невесомости с момента выключения двигателей ракеты в безвоздушном пространстве до момента их включения или начала торможения в верхних слоях атмосферы?
Так человек и все органы и ткани из коих он состоит, потеряют вес, и кровь тоже. Растянутая при земном давлении кровеносная система сузится, уменьшится ее объем и «лишняя кровь устремится в верхнюю часть тела, в том числе в мозг, несколько повышается давление.
Межтканевая жидкость также начнет возвращаться в систему кровоснабжения. Повысится давление в полых венах правого предсердия, повысится приток крови к сердцу, а, следовательно, возрастет и ее выброс. Казалось бы, ничего угрожающего в организме человека не произойдет: наоборот, условия для циркуляции крови должны были бы облегчиться. Однако избыток крови в верхней части тела человека. С рост давления в венах, особенно в малом круге кровообращения ухудшается гемоциркуляция головного мозга, повышается нагрузка на правый желудочек сердца и увеличивается риск развития легочной недостаточности.
Таким образом, избыток циркулирующей крови может оказаться столь же невыгодным для организма, как и недостаточное. Поэтому заранее можно было предположить, что в организме есть механизмы, с помощью которых снижается объем циркулирующей крови в случае ее избыточности.
Действительно, в 1956 году физиологами Генри и Гауэром был открыт рефлекс, впоследствии названный их именами. Они установили, что при избытке циркулирующей крови растягивается левое предсердие, чем вызывается торможение выработки задней долей гипофиза антидиуретического гормона. При этом увеличивается потеря организмом жидкости и, конечно, уменьшается объем циркулирующей крови.
Это весьма важный, но, по-видимому, не единственный механизм нормализации кровообращения в невесомости. Возможны и другие, в том числе такие, как изменение эластичности стенок сосудов, компенсаторное расширение сосудистого ложа некоторых областей тела.
Таким образом, анализ возможных нарушений гемодинамики в невесомости не вызывал серьезных опасений. И опыт первых же космических полетов человека это подтвердил. Контроль над основными показателями гемодинамики в невесомости не выявил каких-либо непредвиденных реакций. Многочисленными исследованиями русских и американских физиологов была подтверждена гипотеза о том, что в первые несколько суток пребывания в невесомости происходит перераспределение крови в сосудах, увеличивается потеря организмом жидкости и уменьшается объем циркулирующей крови. В это время космонавты часто испытывали чувство прилива крови к голове, слизистые оболочки носоглотки набухали, наблюдалась небольшая отечность лица. Постепенно эти изменения смягчались, а в некоторых случаях исчезали. Признаков расстройства сердечной деятельности и кровообращения не выявлялось как при исследовании космонавтов в покое, так и при выполнении ими нагрузочных функциональных проб.
Более драматичной представлялась ситуация возвращения космонавтов на Землю после продолжительной космической экспедиции.
Адаптация кровоснабжения организма к невесомости одновременно означала дезадаптацию к действию силы тяжести.
Так, например, выгодное при невесомости снижение объема циркулирующей крови чревато тем, что при возвращении космонавта на Землю могло возникнуть несоответствие между емкостью сосудистого русла (к нему добавится «гидростатическое депо») и фактическим объемом заполняющей его крови.
Это значит: когда космонавт после завершения полета попытается принять вертикальную позу, возможно нарушение кровообращения. Возврат крови по венам к сердцу может оказаться значительно сниженным, резко уменьшится сердечный выброс, и давление в артериальной системе упадет настолько, что кровоснабжение головного мозга может оказаться недостаточным. Такие состояния часто приводят к потере сознания (ортостатическому коллапсу).
Первые космические полеты подтвердили и это предположение. После приземления у космонавтов сразу же вырастал пульс, снижалась физическая работоспособность, неспособность находиться в вертикальном положении. Подобные явления были наиболее ярко выражены у космонавтов, совершивших первый длительный полет на космическом корабле.
Необходимо было разработать и применить комплекс методов и средств, направленных на профилактику расстройств кровообращения у космонавтов после их возвращения на Землю. Комплекс включал интенсивную физическую тренировку в полете, выполнение ряда процедур, проводимых непосредственно перед спуском и направленных на искусственное увеличение объема циркулирующей крови, использование во время спуска специальных костюмов, сдавливающих нижние конечности и препятствующих растяжению их сосудистого русла. Эффективность этих средств была проверена в серии длительных (до полугода) космических полетов, выполненных советскими космонавтами на орбитальных станциях «Салют».
И все же можно ли считать проблему нормализации кровообращения космонавтов в полете и после его завершения окончательно решенной?
Пока еще нет. Для оптимизации всей системы поддержания здоровья космонавтов ученые продолжают всесторонне исследовать кровообращение человека в космическом полете и в наземных модельных экспериментах.
Источник
. 1996-99 . — . : ; ; ; — . , . , , , . , . , . ( 60 30 ), 3 7 18 . ( 15 ) ( ). . . , , , . istica. ( 96 ) M, SD, m. , ( ), ( ) ( ). , 3- . , . 16 , , (Funtova I.I., Baevsky R.M., Cuche J.L.,1997). , . . . , -0,68, 6- -0,44, 12 ( -0,34). — -0,60; -0,32 -0,42. 16- , . 6- ( 750 150 ) — 12 15 ( 270 120 45 ). , () , , , ( ..,1981; ..,1976). , — — , . , , . . , , , — . . 1 , , , 6 . , 1- . — . 1, 3 4. 112 128 .., — 66 87 ..
. 1. — , — , — 1- , — 5-6- , — 1- . , . . , . . , , . . . . , — . , 1, 2 5. 1- . , . . 2 2- 5- . , 1 42- 139- , 139 . 2, , , . 1 . .
. 2. () () 1 2 , — , — — . — . , -, . ( ) 2 5 (.3). 2 , .
. 3. , , — , — 1- , — 5-6- , — 1- . — , (Baevsky R.M., Moser M., Funtova I.I. et al., 1998), — . , , . . 1 , . . 1 . , , . . 1. ( ) 1 , .
, , . , , . . , , , , , , , . , , . , , , 300 1,5 . . . 2, + — . 2. .
, + — , — — , 0 — . 2 . () . . , 1, 2 4, 4 . 2 . 1, , -, — (. ). , 5. , — . 3, . — . , 1 ( 1,5 ) ( 1,4 ). 5, , ( 2 ). , . 140 .. 112 .. , — (Grigoriev A.I., Egorov A.D.,1991). , , . , (.., .., 1966). . — , , . () . , — , . . . 1. .. . . ., , 1976. . 88-95. 2. .., .. . ., , 1966, 245. 3. .. . , , 84 ., 1981. 4. Baevsky R.M., Moser M., Funtova I.I, Nikulina G.A. et al. Autonomic regulation of circulation and cardiac contractility during a 14-month space flight, Acta astronautica, 1998, vol. 42, p. 159-173. 5. Grigoriev A.I., Egorov A.D. The effects of prolonged Speceflight on human body. Advanced in space biology and medicine.1991, 1, p. 1-35. 6. Funtova I.I., Baevsky R.M., Cuche J.L. 24-hour monitoring of the blood pressure and heart rate at a initial stage of space flight (preliminary report). Japanese J. Aerospace and Environment. Med., 1997, v. 34, No. 4, pp.1 54-155. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Источник