Was sind die Folgen, wenn der Helm eines Astronauten bei einem Weltraumspaziergang beschädigt wird?

Hinweis: Dies ist eine häufig gestellte Frage geworden. Einige verwandte Situationen, die als Duplikate dieser Frage angesehen wurden, umfassen diese:

  • Fahrzeug verlassen / ohne Raumanzug oder Helm nach draußen gehen
  • Tragen Sie normale Kleidung anstelle eines Raumanzugs
  • Beschädigung von Raumanzug oder Helm
  • Druckentlastung oder Sauerstoffverlust im Raumanzug
  • Raumanzug oder Helm ausziehen / ausziehen
  • Machen Sie eines davon auf dem Mars statt im Weltraum (der Luftdruck auf dem Mars liegt ziemlich nahe an einem Vakuum, daher gelten die Antworten hier auch für den Mars).

Siehe auch „ Durchstechen eines Raumanzugs während EVA. Was würde passieren? “ für kleinere Risse oder Löcher und „ Wie würde die Hand eines Astronauten auf ein hartes Vakuum reagieren? “ für handspezifische Effekte.


Ursprüngliche Frage:

Ich möchte wirklich die Folgen von Helmschäden während der EVA wissen. Kürzlich habe ich einen Film mit dem Titel „Mission to Mars“ gesehen, in dem einer der Astronauten sein Leben opfert, indem er seine Maske abnimmt. Sein Gesicht war stark in Mitleidenschaft gezogen.

Hier ist das Bild als Referenz.Mission zum Mars

Es ist mehrere Jahre her, seit ich diesen Film gesehen habe, aber ich erinnere mich, dass ich damals davon überzeugt war, dass es wirklich dumm war, dass er sich selbst geopfert hat. Die Gruppe als Ganzes hat genug deltaV, um ihn zu retten, wenn sie einer nach dem anderen zu ihm gehen und ihren ganzen Treibstoff in Verlangsamung verbrauchen, dann geht der nächste und tut dasselbe usw. ... hoffe, jemand kann sich melden, der sich vielleicht erinnert die Details deutlicher
@SteveLinton: Eine andere Frage betrifft viel kleinere Löcher, nicht den Verlust eines Helms oder eine ähnliche sofortige vollständige Druckentlastung. Antworten funktionieren bei dieser Frage nicht.

Antworten (4)

Nimm niemals das, was in einem Science-Fiction-Film dargestellt wird, als Tatsache. Sie können die Finger einer Hand verwenden, um die Anzahl der Scifi-Filme zu zählen, die sich alle Mühe geben, der Wissenschaft treu zu bleiben. „Mission to Mars gehörte nicht dazu. ( Total Recall auch nicht .)

Wirst du sterben, wenn du im Weltraum deinen Helm abnimmst? Na sicher. Ihr Gehirn braucht Sauerstoff, genau wie der Rest Ihres Körpers. Ohne Sauerstoff werden Sie ziemlich schnell bewusstlos. Dann wirst du kurz darauf sterben. Du wirst nicht explodieren. Sie werden nicht sofort frieren. Sie könnten jedoch einen hässlichen postmortalen Sonnenbrand bekommen.

Von dieser "Ask an Astrophysicist"-Seite bei der NASA, Human Body in a Vacuum

Sie explodieren nicht und Ihr Blut kocht nicht durch die eindämmende Wirkung Ihrer Haut und Ihres Kreislaufsystems. Sie frieren nicht sofort, denn obwohl die Weltraumumgebung normalerweise sehr kalt ist, wird Wärme nicht schnell von einem Körper weggeleitet. Bewusstlosigkeit tritt erst auf, nachdem der Körper die Sauerstoffversorgung im Blut aufgebraucht hat. Wenn Ihre Haut ohne Schutz vor der intensiven UV-Strahlung direktem Sonnenlicht ausgesetzt ist, können Sie einen sehr schlimmen Sonnenbrand bekommen.

Ihr zitierter Artikel ist ... unanerkennend für die Schwere der Dekompressionskrankheit. Dies wird jedoch aufgrund der Gegenmaßnahmen (mehrstündiges Atmen einer stickstofffreien Atmosphäre vor dem EVA) während des EVA nicht passieren. Der Druckabfall, wenn der meist flexible Anzug das unter Druck stehende Raumfahrzeug verlässt, ist größer als der im Anzug verbleibende Druck, und die NASA ist sich sehr bewusst, dass ein Druckabfall zu lähmenden, wahrscheinlich tödlichen DCS führen würde, wenn noch Stickstoff im Blut wäre. Während also der Druckverlust des Anzugs nicht so schwerwiegend ist, würde eine Druckentlastung des Raumfahrzeugs töten, selbst wenn Sauerstoffmasken verfügbar wären.
(Ich bin mir ziemlich sicher, dass sich "Blutkochen" auf die Dekompressionskrankheit bezieht, bei der der Partialdruck von Stickstoff dazu führt, dass er aus der Lösung kommt und Blasen bildet.)
@BenVoigt - Angesichts der Darstellungen in Science-Fiction-Filmen bin ich mir ziemlich sicher, dass sich "Blutkochen" in diesem Artikel auf "Blutkochen" bezieht, nicht auf die Kurven.
@David Ich glaube, dein Link ist hierher verschoben .
@EP - Danke, dass Sie mich über die Linkfäule informiert haben. Anstatt einen neuen Link bei nasa.gov zu suchen, habe ich die Wayback-Maschine verwendet, um auf die archivierte Version der Seite zu verlinken, als ich diese Antwort schrieb.
Hadfield sagt, Sie würden " frieren, kochen, brennen, die Kurven bekommen und nicht atmen können ". youtube.com/watch?v=t6rHHnABoT8&t=0m14s

Kurzgeschichte: Ihr Körper wird anschwellen, wenn er nicht durch einen Anzug eingeschränkt wird, daher erscheint mir das Bild nicht unwahrscheinlich (Disclaimer: Ich stütze mich einfach auf das, was ich bisher zu diesem Thema gelesen habe, ich weiß nicht viel über Medizin.)

Es gab einen tödlichen Unfall im Weltraum, Sojus 11 , der uns einen Hinweis darauf gibt, was passiert. Die drei Kosmonauten starben, als Sprengbolzen gleichzeitig statt nacheinander abgefeuert wurden, während sie das Orbitalmodul und das Abstiegsmodul trennten, wodurch sich ein Druckventil öffnete, während sie sich noch im Weltraum befanden.

Relevante Teile des Wikipedia-Artikels:

Als sie die Luke öffneten, fanden sie alle drei Männer bewegungslos auf ihren Sofas, mit dunkelblauen Flecken im Gesicht und Blutspuren aus Nase und Ohren.

Es wurde eine umfassende Untersuchung durchgeführt, um alle Komponenten und Systeme von Sojus 11 zu untersuchen, die den Unfall hätten verursachen können, obwohl die Ärzte schnell zu dem Schluss kamen, dass die Kosmonauten an Erstickung gestorben waren.

Die Autopsien fanden im Militärkrankenhaus Burdenko statt und ergaben, dass die eigentliche Todesursache der Kosmonauten eine Blutung der Blutgefäße im Gehirn war, mit geringeren Blutungen unter der Haut, im Innenohr und in der Nasenhöhle von denen auftrat, als die Exposition gegenüber einer Vakuumumgebung dazu führte, dass der Sauerstoff und Stickstoff in ihren Blutbahnen Blasen bildete und Gefäße platzte. Es wurde auch festgestellt, dass ihr Blut hohe Konzentrationen von Milchsäure enthielt, ein Zeichen für extremen physiologischen Stress. Obwohl sie nach Beginn der Dekompression fast eine Minute bei Bewusstsein hätten bleiben können, wären weniger als 20 Sekunden vergangen, bevor die Auswirkungen des Sauerstoffmangels ihre Funktionsfähigkeit unmöglich machten.

Gemäß dem Artikel „Sie können es überleben, wenn Sie etwa 90 Sekunden lang ohne Langzeitschäden dem Nahe-Vakuum des Weltraums ausgesetzt sind“ wird Ihr Körper anschwellen, wenn die Schwellung nicht durch einen Anzug eingeschränkt wird. Es wurden viele Tests mit Tieren (Hunden) durchgeführt, um die Auswirkungen von Vakuum zu untersuchen. Aus dem Artikel:

Schließlich schwollen die Körper der Hunde selbst auf fast das Doppelte ihrer normalen Größe an, sodass sie aussahen wie „eine aufgeblasene Tasche aus Ziegenleder“.

Die NASA-Studie über diese Hunde nennt Wasserdampfeffekte und Gasausdehnung als Ursachen für die Schwellung.

Joseph Kittinger machte einen Höhensprung bei etwa 31km:

Die Druckbeaufschlagung seines rechten Handschuhs funktionierte während des Aufstiegs nicht und seine rechte Hand schwoll auf das Doppelte ihrer normalen Größe an.

Dieser Vorfall wird auch im Artikel „You Can Survive …“ erwähnt:

Aus meinen bisherigen Erfahrungen weiß ich, dass die Hand anschwillt, den größten Teil ihrer Durchblutung verliert und extreme Schmerzen verursacht…. Ich beschließe, den Aufstieg fortzusetzen, ohne die Bodenkontrolle über meine Schwierigkeiten zu informieren … Die Zirkulation in meiner drucklosen rechten Hand, die sich steif und schmerzhaft anfühlt, hat fast aufgehört … [Nach der Landung] Dick sieht besorgt auf die geschwollene Hand. Drei Stunden später verschwand die Schwellung ohne nachteilige Wirkung.

"Ihr Körper wird anschwellen, wenn er nicht durch einen Anzug eingeschränkt wird", das ist falsch. Bei ungleichmäßigem Druck schwillt der Körper an, so erging es Joseph Kittinger. Aber unter gleichmäßigem Druck findet keine Quellung durch Flüssigkeitsverschiebung statt.
@Uwe: Kannst du dazu ein paar Quellen angeben? Anscheinend schwillt der Körper nicht durch Flüssigkeitsverschiebung an, sondern durch Wasserdampf: Diese NASA-Studie zu den Hunden sagt: Der Wasserdampfeffekt und die Gasausdehnung waren so groß, dass die Tiere mit den Extremitäten, dem Hals und dem Hals vollständig ruhiggestellt wurden Körper in gestreckter Position, ähnlich einer aufgeblasenen Tasche aus Ziegenleder. Es spricht an mehreren Stellen von Schwellungen. Ich kann mir nicht vorstellen, dass sich ein menschlicher Körper hier anders verhält.
Die NASA-Studie wurde mit Hunden durchgeführt, die einem gleichmäßig niedrigen Druck ausgesetzt waren. Keine Ergebnisse für die Einwirkung von ungleichmäßigem Druck. Siehe Wikipedia für ein Beispiel, was passiert, wenn lokal ein Unterdruck angelegt wird.
Der Dampfdruck von Wasser bei 37 C beträgt 47 mm Hg, also weniger als der Blutdruck, siehe . Solange der Blutdruck höher als der Dampfdruck ist, tritt kein Sieden auf.
@Uwe: Jetzt hast du mich verloren. In Ihrem ersten Kommentar: Der Körper schwillt an, wenn er einem nicht gleichmäßigen Druck ausgesetzt wird, … und in Ihrem zweiten Kommentar: Die NASA-Studie [mit schwellenden Hunden] wurde mit Hunden durchgeführt, die einem gleichmäßig niedrigen Druck ausgesetzt waren. Warum glauben Sie also, dass ein menschlicher Körper nicht anschwillt, wenn er einem gleichmäßigen Vakuum ausgesetzt wird?
Es gab in den 60er Jahren einen Unfall in einer JSC-Vakuumkammer, als eine Testperson etwa eine Minute lang einem Vakuum ausgesetzt war. Er schwoll nicht an oder kochte. spacesafetymagazine.com/aerospace-engineering/space-suit-design/…
@OrganicMarble: Ich weiß von ihm, aber ich weiß nicht, welche Schlussfolgerungen wir aus seinem Unfall in Bezug auf die Schwellungen ziehen können: AFAIK, als seine Kollegen ihn sehen konnten, war die Kammer bereits wieder unter Druck gesetzt. Wenn er also ein wenig angeschwollen ist, könnte die Schwellung bereits rückgängig gemacht worden sein. Er sagte, dass das Letzte, woran er sich erinnert, war, wie sein Speichel auf seiner Zunge kochte (aber natürlich kochte er/sein Blut nicht). Aus der Studie: "Die Tiere wurden schnell und dramatisch auf ihr normales Aussehen entleert" , also bin ich mir ziemlich sicher, dass wir aus LeBlancs Unfall schließen können, dass Menschen nicht anschwellen.
@DarkDust: Es gab eine Kamera in der Kammer, die Bilder von der Unfallsequenz machte, von denen keines zeigt, wie sich LeBlanc merklich ausdehnt.
Ihr Körper gleicht den atmosphärischen Druck auf Ihrer Haut aus, genau wie eine Krabbe auf dem Meeresgrund dasselbe für Wasser tut. Nehmen Sie den Druck weg und die Expansion wird stattfinden, nur nicht in einer Minute. Wie könnte es nicht?

Wenn jemand ohne ihren Raumanzug zum Mars teleportiert würde, würde sie zuerst ihre Tränen, ihren Schweiß und ihre Schleimhäute bemerken, die im Unterdruck kochten. Als nächstes würde sie ihren Mund öffnen, um zu atmen, und ihr Speichel würde kochen. Außerdem würde sie ohne Sauerstoff in der Marsluft innerhalb von 15 Sekunden ohnmächtig werden. Dann bildeten sich Stickstoffblasen in ihrem Blut, wodurch ihr Herz stehen blieb und sie starb.

Woher kam der Stickstoff?
Warum sie"? Glauben Sie, dass keine Menschen zum Mars fliegen werden?
Sie wurde von der Erde transportiert, ihre Luft besteht hauptsächlich aus Stickstoff und auf dem Mars gibt es sehr wenig davon. @Giovanni Ich bin mir sicher, dass keine Männer auf die von ihr beschriebene Weise zum Mars fliegen werden. dh: per Teleportation. Jemand teleportiert sich zum Mars, in ihren sicheren Tod, nicht einmal heldenhaft, einfach nur <HUSTEN HUSTEN STAGGER PANT> TOT. Ich bin mir nicht sicher, ob ihr Geschlecht hier das Hauptproblem ist.

Da war der russische Astronaut, der beim allerersten Weltraumspaziergang seinen Raumanzug entleeren musste, um sein Schiff wieder zu betreten:

Wie beim ersten Satelliten und ersten Menschen im Weltraum verblüfften die Sowjets die Welt am 18. März 1965 erneut mit dem ersten Weltraumspaziergang (und der ersten EVA), der von Alexey Leonov vom Raumschiff Voskhod 2 für 12 Minuten außerhalb des Raumschiffs durchgeführt wurde . Leonov hatte keine andere Möglichkeit, seine Bewegung zu kontrollieren, als an seinem 15,5 m langen Halteseil zu ziehen. Nach dem Flug behauptete er, dies sei einfach, aber sein Raumanzug blähte sich durch seinen Innendruck gegen das Vakuum des Weltraums auf und versteifte sich so sehr, dass er den Verschluss seiner Brustkamera nicht aktivieren konnte

- http://en.wikipedia.org/wiki/Extra-vehicular_activity (in "Entwicklungsgeschichte")

Soweit ich mich erinnere (und eine bessere Referenz für diesen speziellen Vorfall könnte gerechtfertigt sein), hat Leonov nicht wirklich "seinen Raumanzug geleert" (sich einem harten Vakuum ausgesetzt), sondern musste seinen Druck auf unter die empfohlenen Mindestwerte reduzieren, um ihn zu ordnen um es durch die Luftschleuse seines Raumschiffs zu schaffen.
Leonov musste den Druck seines Anzugs von etwa 0,35 – 0,40 bar auf nur noch 0,20 – 0,27 bar reduzieren. Obwohl dies sehr niedrig ist, ist es kein Vakuum.