Ist ein Sturz in eine Hochdruckatmosphäre überlebensfähig?

In meiner Frage Was ist die größte erreichbare Sauerstoffatmosphäre weltweit? , schlägt meine Antwort eine Atmosphäre aus normaler terrestrischer Luft mit einem Meeresspiegeldruck von 20 ATM und Plattformen in einer Höhe von 25.250 m über dem Meeresspiegel vor.

Diese Welt ist eine Wasserwelt mit einem tiefen globalen Meer. In einer Höhe von 1 ATM leben Menschen auf einer Reihe von schwebenden Plattformen. Die Oberflächengravitation beträgt 1 g.

Wenn ein ungeschützter Mensch von einer der Plattformen fallen würde – oder tatsächlich aus einer anderen Höhe zwischen 5.000 m und 31.000 m – und auf dem Weg nach unten nicht unter Stickstoffnarkose oder Sauerstoffvergiftung leiden würde, wäre er in der Lage, den Sturz zu überleben ins Meer unten? Hängt ihr potenzielles Überleben davon ab, eine korrekte Haltung beizubehalten, um die Endgeschwindigkeit zu minimieren und kurz vor dem Aufprall in eine Tauchhaltung überzugehen, oder könnten sie überleben, selbst wenn sie bewusstlos sind und in völlig falsche Haltungen fallen? In welcher körperlichen Verfassung könnten sie sich nach einem solchen Sturz befinden?

Mit anderen Worten, wenn man andere Umweltfaktoren außer Acht lässt, wäre die Endgeschwindigkeit eines Sturzes durch eine solche Atmosphäre so gering, dass ein Mensch einen Sturz ins Wasser überleben könnte?

Antworten (1)

Mit hoher Geschwindigkeit ins Wasser zu gehen, ist schon vor Erreichen der Endgeschwindigkeit eine ernste Angelegenheit .

Ab welcher Höhe ist es gefährlich ins Wasser zu springen? Obwohl es riskant ist, können konkurrenzfähige Hochspringer aus einer Höhe von bis zu 27 Metern ohne Verletzung ins Wasser steigen, erklärt Swim England. Aus dieser Höhe können Taucher Geschwindigkeiten von bis zu 60 Meilen pro Stunde erreichen. Schwere Verletzungen sind jedoch möglich, selbst wenn Sie von viel niedrigeren Plattformen springen. Von einer 10-Meter-Plattform aus gehen Taucher immer noch mit einer Geschwindigkeit von 36,6 Meilen pro Stunde ins Wasser, laut einem Artikel, der in der September/Oktober 2017-Ausgabe von Current Sports Medicine Reports veröffentlicht wurde.

Diese Geschwindigkeiten bewirken, dass Taucher mit unglaublicher Wucht auf das Wasser aufschlagen. Obwohl Wasser eine weichere Landung bietet als der harte Boden, übt es dennoch eine enorme Kraft auf den Körper der Taucher aus und verlangsamt ihre Geschwindigkeit um mehr als 50 Prozent in nur einem Bruchteil einer Sekunde.

Bei richtiger Form kann der Körper den Druck des Aufpralls absorbieren. Hohe Taucher treten normalerweise zuerst mit den Füßen ein, damit die Füße und Beine den Aufprall absorbieren können. Viele andere Taucher steigen mit ausgestreckten Händen und Armen ein, um Kopf und Hals vor Stößen zu schützen. Auch bei korrekter Form beim Eintauchen ins Wasser können Taucher Überlastungsverletzungen an den Gelenken erleiden, insbesondere an Handgelenk und Schulter. Darüber hinaus ist die Position, die eine minimale Endgeschwindigkeit zulässt, nicht diejenige, die beim Eintauchen ins Wasser als die richtige Form angesehen wird.

Beachten Sie, dass diese Höhe weit davon entfernt ist, die Endgeschwindigkeit zu erreichen, und dass es eine Herausforderung ist, eine korrekte Form zu haben, nachdem Sie über 20 km vom Himmel gefallen sind.

Auch wenn man die erhöhte Dichte der Atmosphäre in Betracht zieht, vergessen wir nicht, dass die Endgeschwindigkeit umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Dichte ist, so dass beispielsweise eine viermal dichtere Atmosphäre nur die Hälfte der Endgeschwindigkeit wäre.

Die Quadratwurzel von 20 ist 4,47, und in der optimalen Position beträgt die menschliche Endgeschwindigkeit bei 1 g, 1 ATM 200 km/h. In einem Head/Foot-Down-Szenario kann die Endgeschwindigkeit bis zu 290 km/h bei 1 g, 1 ATM betragen. Das ergibt eine Aufprallgeschwindigkeit von etwa 45 bis 65 km/h bei 1 g 20 ATM. Da Taucher bei guter Form mit bis zu 96 km/h sicher ins Wasser gehen können, klingt es für mich überlebensfähig.

Meine zwei Cent: Bei 1 atm, wenn Sie mit hoher Geschwindigkeit ins Wasser gehen, bewegt sich ein Teil des Wassers in einem riesigen Spritzer aus dem Weg und bewahrt Sie vor viel Schaden. Aber bei 20 atm? Die Atmosphäre wird dem Spritzen viel mehr widerstehen, was bedeutet, dass sich weniger Wasser bewegt, um Platz für Sie zu machen. Das wird höllisch weh tun.
Das Wasser wird aufgrund seiner relativen Inkompressibilität im Vergleich zu Luft keine wesentlich höhere Dichte haben. Der Spritzer ist vielleicht nicht so hoch, aber ich denke, man kann mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass sich das Wasser fast genauso leicht aus dem Weg bewegt ... und die Endgeschwindigkeit ist viel niedriger als die eines einigermaßen betauchbaren Falls aus 27 m.
Das eigentliche Problem wird die Temperatur sein... bei 15°C in 25km Entfernung wird die Temperatur auf Meereshöhe etwa 141°C betragen, obwohl es nicht sieden wird, weil der Siedepunkt bei etwa 210°C liegen wird . Es wird dort unten wie in einem Schnellkochtopf sein.
@TheSquare-CubeLaw - Der Wasserspritzer ist definitiv besser als ein harter Bodenspritzer, aber immer noch nicht auf der Erde mit der Endgeschwindigkeit eines ungeschützten menschlichen Körpers überlebensfähig - selbst das Wasser kann sich nicht schnell genug bewegen. Das wird überhaupt nicht weh tun, ein menschliches Gehirn wird nicht genug überleben, um den Schmerz zu registrieren.
@MontyWild du hast mich neugierig gemacht, woher kommt dieser 210C? Es ist nicht so, dass die Atmosphäre ein ideales Gas ist, das in einem Zylinder eingeschlossen und komprimiert ist.
@AdrianColomitchi, Es gibt Online-Rechner für den Siedepunkt von Wasser bei jedem Druck. Bei 20 ATM beträgt der BP von Wasser 210,47 °C IIRC. Es basiert auf dem Dampfdruck, denke ich.
@AdrianColomitchi Ich glaube, Monty Wild verwendet eine Schätzung der "Lapse-Rate", die die Variation der Temperatur mit der Höhe erfasst. Unter der Annahme einer konvektiven Atmosphäre wird die Oberfläche in 25 km Höhe viel heißer sein als die Luft. Die Rückseite dieses Umschlags hier gibt mir 100-250 ° C, hauptsächlich abhängig davon, wie feucht es ist. en.wikipedia.org/wiki/Lapse_rate
@AdrianColomitchi Luft bei 20 ATM hat für dieses Problem eine vernachlässigbare Dichte im Vergleich zu Wasser. Die Kraft auf den Körper ist das, was nötig ist, um das Wasser aus dem Weg zu räumen, was von der Dichte abhängt. Das anschließende „Platschen“ hat darauf wenig Einfluss, da es sich um Wasser handelt, das dem Körper bereits aus dem Weg geräumt ist.
@JohnDoty-Lapse-Rate-Tabelle für die Erdatmosphäre in en.wikipedia.org/wiki/Barometric_formula . "Was es braucht, um das Wasser aus dem Weg zu räumen, was von der Dichte abhängt" und die Geschwindigkeit, die Sie brauchen, um das Wasser aus dem Weg zu räumen. Es ist kein Problem, es mit 0,5 m/s zu bewegen, es ist ein großes Problem, wenn Sie es bewegen müssen, um Platz für einen 80 kg schweren Körper mit 100 m/s zu schaffen.
@AdrianColomitchi Woher bekommst du 100 m/s? Die obige Antwort hat viel niedrigere berechnete Geschwindigkeiten.
@JohnDoty hat ein extremes Beispiel ausgewählt, um die Auswirkung der Geschwindigkeit des Wegspritzens des Wassers zu veranschaulichen. Ersetzen Sie eine Geschwindigkeit nach Ihren Wünschen. Erinnerst du dich an den Wasserhammerschlag der Mythbusters ?
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