Прыжок без скафандра

Материал из Posmotre.li
Перейти к: навигация, поиск

Прыжок без скафандра — это примерно как прыжок без парашюта. Только без скафандра.

Иногда в фантастике, как во вполне научной, так и во вполне ненаучной возникает ситуация, когда герою надо преодолеть некоторое пространство, напрочь лишённое (или почти лишённое) воздуха, а скафандра у него при этом нет. Далее следуют различные соображения авторов на тему того, что получится в итоге. Вариантов всего два:

Как водится, оба неправильные.

Что-ж, давайте попробуем разобраться, что же ждёт человека, который отважился выйти в космос без парашюта скафандра.

Секция часто задаваемых вопросов[править]

1. Сможет ли выжить человек, попавший в космический вакуум без скафандра?

Да, сможет, если давление будет восстановлено до нормального, и очень быстро. Время рекомпрессии (т. е. насколько быстро спасатели запихают пострадавшего в шлюз и поднимут давление до нормального) — 60-90 секунд. При этом подразумевается «лучший» вариант — что он потерял сознание «и умер», а не «попытался дышать вакуумом», что приведет к баротравме и кессонке с повреждениями легких.

2. От чего умрёт этот человек?

Патологоанатомы приводят такую фразу: «Основные патологические изменения связаны с удушьем. Считается, что основной причиной смерти в этом случае может быть острая сердечно-сосудистая и дыхательная недостаточность, вторичной причиной — двусторонний пневмоторакс». Перефразируя с медицинского на русский, сердце остановится и перестанет снабжать кровью мозг и мышцы. А если человек к тому же надумал подышать вакуумом — то у него накроются легкие.

3. Вскипит ли у человека кровь?

Вопрос сложный, но в основном нет. В прямом смысле слова, по крайней мере. Как мы помним, чем ниже давление, тем меньше нужно энергии для «закипания», а эластичное давление стенок кровеносных сосудах удержит давления достаточно высоким, так что температура тела будет ниже температуры кипения — по крайней мере, до тех пор, пока сердце не прекратит биться (см. выше). Это в общем случае: в тех местах, где кровяное давление ниже, оно будет расти до точки равновесия (см. ниже). Выделение газа из крови закипанием, технически, не считается, но оно будет.

4. Раздуется ли тело, как у Арни из «Вспомнить всё»?

Да. Прежде чем наступит смерть, артериальное кровяное давление упадет в течение 30 — 60 секунд, в то время как венозное давление повышается из-за распирания венозной системы газом и паром, что будет отмечаться как распухание организма, возможно (зависит от многих параметров), в два раза по сравнению с нормальными объемами, если не предотвратить это стягивающим костюмом (это к вопросу о том, что скафандр в облипочку — мысль по крайней мере неглупая). Венозное давление сравняется с артериальным или превысит его в течение одной минуты. Не будет фактически никакого эффективного обращения крови. Разумеется, после возвращения давления, тело примет нормальный объем.

5. Сколько времени тело сможет провести будучи в сознании и состояни что-то делать?

Недолго. Восемь-десять секунд, потом наступает паралич, сменяемый общими судорогами и затем снова наступает паралич, фибрилляция желудочков и смерть. Откачать можно (см. выше). Время, в течении которого человек сможет что-то делать, а не корчиться от боли — секунд пять, не больше.

6. Замерзнет ли тело типа как показывают в фильмах?

Смотря где именно оно выпало в космос. Но в общем случае, вакуум — чертовски хороший изолятор, так что потери или приобретение тепла через излучение — займут некоторое время. А вот что случится непосредственно после выпадения в шлюз: после начального прорыва газа из легких во время декомпрессии газовый и водный пар продолжит течь наружу через дыхательные пути. Это непрерывное испарение воды охладит рот и нос практически до температуры замерзания; остальные части тела также будут охлаждаться, но более медленно[1].

7. Что делать с воздухом?

Возьмите стрелочный тонометр. Отцепите манжету и дуньте в манометр изо всех сил. Вот это давление, доходящее где-то до 1/10 атмосферы, и есть предельное давление, которое создают лёгкие (при достаточно мощном грудаке может быть и 0.15, но всё равно это копейки). А поскольку собственной прочностью лёгкие не обладают (всё держится за счёт мышц), то и получается, что максимальное безопасное давление — ровно столько же. И всё-таки вакуум альвеолам крайне противопоказан, и что будет, если попытаться ловить ртом несуществующий воздух а-ля рыба — показано выше. Так что не вдыхайте, как перед нырком! Наоборот, выдохните и готовьтесь к тому, что даже остаточный объём воздуха удерживать будет нельзя (он где-то на уровне 0.4 от объёма лёгких, а надо оставить только 0.1). Через некоторое усилие спустите лишних 3/4 (надеемся, декомпрессия не взрывная!) и, из последних сил сжимая зубы и жалкую 1/10 своего обычного вдоха, постарайтесь решить проблему за те секунды весьма некомфортного существования, что у вас остались. В любом случае сознание от боли и прекращения кровотока помутится почти сразу же, и сердце вряд ли даже этот запас воздуха сможет из лёгких как-то активно использовать — он скорее нужен для того, чтобы было ради чего приходить в сознание в случае успеха. Проще говоря, придётся активно балансировать между опасностью вакуумировать лёгкие и опасностью их разорвать, при этом явно не имея в таком деле опыта и имея всего одну попытку, а на фоне всего этого крутить вентили и дёргать рычаги, чтобы эти секунды жизни имели какой-то смысл и продолжение. Когда отрубитесь, воздух всё равно убежит, но хотя бы не будет рефлекторного раскрытия бедных лёгких, которое весьма неуместно в безвоздушных условиях.

Теперь более подробно[править]

Для начала, что такое баротравма. В общих чертах это примерно то, что происходит с человеком, резко всплывающим с большой глубины на свежий воздух. То есть — острая декомпрессионная болезнь, или кессонка. «Позвольте, — скажет чуток эрудированный читатель. — Но ведь кессонка возникает от выделения в кровь азота, а если на космической станции кислородная атмосфера?». Ровно то же самое, только немного медленнее. Причина — давление. При «космическом вакууме» кровь вспенит выделяющийся из неё кислород, и смерть будет не менее мучительной. «А я слышал, что кто-то продержался больше минуты в таких условиях», — скажет другой читатель. Ну, речь может идти либо об американском испытателе скафандров (случайно спустили давление, восстановили в течении минуты, испытатель выжил), или об экипаже Союза-11 (Волков, Добровольский, Пацаев), у которых давление падало на протяжении около ста секунд (дальше была посадка на парашюте, а это долго). То есть если предположить, что смельчак без скафандра будет прыгать из одного шлюза в другой, то сначала он переживёт декомпрессию одного шлюза, а затем ему надо будет долететь до другого, закрыть люк и восстановить давление. То есть, в одиночку этот трюк выполнить невозможно, и скорее всего откачать его не получится — времени тут будет явно больше ста секунд. Лопнувшие барабанные перепонки и сильная боль от вспенивающейся крови выведут его из строя куда раньше, и не факт, что он вернётся в сознание после восстановления давления сам. Кстати, как уже говорилось, кровь, не кипит (при давлении хотя бы 76/120 температура кипения воды уже 45 градусов, т. е. больше температуры тела). А вот газы выделяются, это да.

Таким образом, мы выяснили, что если у смельчака, прыгающего из шлюза без скафандра, на лице нет ничего что препятствует его попыткам вдохнуть, то он схлопочет баротравму — у него порвутся барабанные перепонки и он будет кашлять кровью. И уж совсем не стоит пытаться удержать весь воздух в лёгких — запросто можно их порвать.

Хорошо, давайте посмотрим, поможет ли смельчаку полиэтиленовый пакет на голову. По странной прихоти эволюции, мы дышим через голову, следовательно, если закутать голову в пакет, в котором поддерживается минимальное давление, то это, возможно, позволит герою прожить чуточку дольше и возможно, спастись? К сожалению, нет. Начнем с того, что от такого давления пакет попросту лопнет (это пластиковая бутылка может держать давление в 2-5 атмосфер, а вот полиэтиленовый пакет, к сожалению, не автомобильная шина). Противогаз тоже не поможет — его прижимает к лицу давление снаружи, если подать его изнутри — он попросту начнет травить воздух. А если примотать скотчем? Ну, вы видели, что бывает, когда человека душат пакетом. Вот примерно это и случится со смельчаком, но есть и хорошие новости — он не получит баротравму и быстро потеряет сознание (а потом у него остановится сердце и он умрёт). Вторая хорошая новость: поскольку он умер, то теперь ничто не мешает ему долететь каким-либо макаром до шлюза, где восстановят давление и перезапустят сердце. То есть, если всё сделано довольно быстро, он выживет (с высокой долей вероятности). Но для этого требуется согласованная работа того кто будет выкидывать пострадавшего в космос и тех кто будет его ловить; этот трюк возможно будет полезен, если при эвакуации скафандров на всех не хватило. В одиночку такое провернуть уже не получится. И основную часть воздуха выдохнуть всё-таки необходимо.

Нестрогое соблюдение условий[править]

Поскольку мы не джинны-буквалисты, то подразумеваем, что есть необходимость преодолеть некоторое пространство персонажу, у которого нет скафандра. Хорошо, допустим, смельчак — мастер переработки. Получится ли у него, методом обматывания скотчем ватника с перчатками и присобачивания к этой конструкции пластикового пакета, создать эрзац-скафандр, с помощью которого можно будет перепрыгнуть из одного шлюза в другой? Ну, при наличии времени и действительно прямых рук, такое изделие у него получится. Дело в том, что у любого скафандра есть норма утечки воздуха. По сути, фокус в том, чтобы герметизировать верхнюю одежду до состояния, когда утечка воздуха за время маневра не превысит предел, за которым наступят фатальные последствия. Внедрение в конструкцию баллона с воздухом повысит шансы. Но одновременно с этим возникнут две большие проблемы: во-первых, двигаться в таком «скафандре» будет практически невозможно (его «раздует», после чего слои скотча начнут отваливаться почти моментально при малейшем движении — вы никогда не пробовали залепить дырявый воздушный шарик скотчем, а затем его надуть? А вы попробуйте). Во-вторых, смельчак начнет перегреваться из-за отсутствия отвода тепла. Но допустим, мастер переработки 80-го уровня предусмотрел и это — в виде ёмкости с сухим льдом за пазухой, теплообменника и насоса вентиляции, который бы через него гонял тот воздух, что находится внутри конструкции. Далее, поскольку ноги смельчаку практически не нужны (нет, физически они ему нужны, но вы когда-нибудь шили штаны? А герметичные штаны?), конструкция делается в виде цилиндра с руками и смотровым окошком, с одной стороны (сверху) закупоренная наглухо, с другой — вмонтировать люк (из крышки мусорного бака, если вы его найдёте, фокус в том что в отсутствии внешнего давления люк внутренним давлением прижимается к кольцу и «не травит»). Если ничего прозрачного под руками нет, сойдёт видеокамера с вайфаем и планшет перед глазами. Конструкция выполняется из многократно прошитых слоев плотной ткани, пропитанных чем-нибудь вроде эпоксидки (ещё бы её найти в космосе…) и высушенных под вакуумом, рукава — из очень плотной ткани, залепленной скотчем с внутренней стороны. Такая конструкция будет травить воздух довольно сильно, но в этом есть и свой плюс — смельчак не перегреется, наличие обзора и возможности действовать руками позволит ему нажимать кнопки и отпирать люки, отталкиваться и тормозить. Даже если эта конструкция протянет минут пять — этого будет вполне достаточно для того, чтобы перепрыгнуть из одного шлюза в другой по безвоздушному пространству. Более того, если эту конструкцию оснастить дополнительными приборами, будет возможна также мелкая внешнекорабельная деятельность. По сути дела, то, что мы сейчас сделали — это очень убогая и жуткая пародия на скафандр, но только в этом случае герой сможет провести все необходимые операции вручную и один, и выживет при этом.

Какие у нас есть другие идеи? Ну, они есть, но в основном ненаучные. Силовые поля, например.

Прыжки без скафандра и закон Мерфи[править]

Как известно, закон Мерфи 1949 года, гласит: «Если существует два или более способов сделать что-то, и один из них может привести к катастрофическим последствиям, то кто-нибудь выберет именно его». Авторы произведений о космосе всегда следуют закону Мерфи.

Где встречается[править]

  • Любимая казнь в различного рода космооперах — выкидывание из шлюза. С предсказуемым итогом в виде мороженных скрюченных трупов.
  • Всяческие супергерои, суперзлодеи и просто инопланетяне, имя им Легион, абсолютно свободно путешествуют через космос как есть, просто потому что.
  • В самом-самом-первом Doom вопрос вообще обошли молчанием: в игре вообще отсутствует какая-либо механика, отвечающая за дыхание и вакуум (и гравитация тоже земная).[2]. В книге ситуация описана более подробно: всё, что делал Флай Таггарт — это палил в разных монстров находясь в гермокуполе, а когда вылез условно наружу (небо — это купол[3]), то внезапно обнаружил, что спутник Марса переместился на орбиту Земли, а так как в ходе разборок они с подругой (за которой Флай и гонялся по всему этому аду) наделали дырок, и атмосфера стала улетучиваться, возник вопрос, как убраться на Землю. В ходе чего они нацепили вполне-себе скафандры и из запчастей забодяжили нечто вроде ракеты, на которой успешно стартовали в сторону Земли, и после крайне жесткой посадки оказались в штате Юта. Таким образом, в новеллизации тропа избежали, а в игре просто… ну… да кто вообще об этом задумывается, когда надо вынести всех монстров на уровне?!
  • «Космическая одиссея 2001 года»: кодификатор. Одна из самых запоминающихся сцен фильма — прыжок астронавта через вакуум до люка. (По иронии, в такое положение он поставил себя сам, тупо забыв шлем на корабле).
  • Star Wars: The Last Jedi — Лею выбрасывает в космос, но она умудряется дотянуться до шлюза живой. Обоснуй успеха — етичес великая Сила, что ж ещё.
  • «Пекло» — два члена экипажа без скафандров обматываются теплоизоляцией и перепрыгивают через вакуум в соседний шлюз.
  • Артур Кларк, «Сделайте глубокий вдох» — в догагаринские времена прыжки в космос без скафандра, джунгли на Венере и принцессы на Марсе были нормой. Так что герой выжил — он не знал, что так и умереть недолго.
  • «Стражи Галактики» — когда Гамору выкинули в открытый космос, Квилл прыгнул за ней и прямо там, среди пустоты, отдал ей свой скафандр. Там же, после мятежа на корабле пиратов, всех несогласных выкидывают в шлюз. Почему-то умирают… Но, Гамора принадлежит к нечеловеческой расе, и у неё весьма сильно прокачаны физические характеристики, кроме того у неё есть то, чего нет у людей: способность к исцелению. Так что подышав вакуумом и не склеив ласты благодаря Квиллу, она вполне-себе может самоисцелиться, чего не скажешь про пиратов.
  • «Капитан Пронин» — шутки ради. Едва ли противогаз выступает достойной заменой специальному космическому костюму.
  • «Автостопом по Галактике» — Дента и Форда выпнули с вогонского корабля в открытый космос, но их вовремя подобрал случайно пролетающий мимо Зафод Библброкс.
  • Дугал Диксон, «Человек после человека» — астероморфы спроектированы так, что они сами себе скафандры.
  • Orion’s Arm — есть там и такие ребята.
  • Курт Воннегут, «Сирены Титана» — солдат марсианской армии (обычных людей, завербованных на Земле и подвергнутых промыванию мозгов) учат выходить в вакуум, просто приняв кислородную таблетку (какими они и так пользуются в непригодной для дыхания атмосфере Марса) и еще заткнув уши и нос и заклеив рот. И нет, это не пафосный способ самоубийства как всё остальное в марсианской армии, это реально работает — главгерой и его напарник так жили на Меркурии[4] несколько лет, забираясь в корабль только для пожрать и принять еще таблетку. Впрочем, Воннегут и не гнался за реализмом…
  • Оригинальный «Вспомнить всё» — знаменитые сцены в начале и особенно конце, когда герой Шварценеггера делает очень большие глаза. Фильм ругали за многое, но вот это — пожалуй лучшее наглядное изображение того, что будет с желающим подышать вакуумом. Хотя у Марса атмосфера и имеется (но довольно тонкая с давлением около ~0.6% от земного).
  • «Остин Пауэрс 2» — пародия на троп. Остин сливает клона-карлика Доктора Зло в космос, и тот улетает незнамо куда. Но в самом конце фильма Доктор Зло делает живому, вроде бы здоровому и не слишком довольному клону прививку, приговаривая: «Ты болтался раздетым в холодном космосе, и я не хочу, чтобы ты простудился!»
  • «Космотехнолухи» — в результате финальной битвы Ланс оказывается в космосе голышом. Обоснуй предоставлен — он всё-таки киборг, по спецификации способный прожить в вакууме четыре минуты, да еще ему помогли протянуть подольше, засунув в самообтягивающий мешок для трупа. Тот факт что такие мешки как правило вакуумируются, символизирует.
  • Футуристический боевик «Крепость 2». Перед тем, как оказаться в открытом космосе, герой выдыхает воздух из легких, зажмуривается и закрывает лицо одеждой. Второй шлюз оказался в нескольких метрах, переход занял менее минуты. Не самое плохое изображение происходящего.
  • Titan A.E. — главные герои именно таким способом эвакуируются из разваливающейся спасательной капсулы.
  • Dead Space 3 — с прикрученным фитильком так как не без скафандра, а лишь без шлема от него. Космический корабль, на котором летел протагонист, вот-вот взорвется, можно спастись надев скафандр и выпрыгнув в шлюз, да вот только шлем вылетел в пробоину в корпусе. Пришлось прыгать за ним прямо с открытой головой.
  • Sekai no Saga — прыжок в потоке воздуха. Как обоснуй дыхания ну допустим… но только вот поток воздуха должен был выдуть героев МИМО корабля, а не запульнуть их точно в шлюз.
  • «Звёздный путь: Дискавери» — главная героиня попадает на гауптвахту за попытку мятежа. Как водится в «Стартреке», все тюремные камеры запираются исключительно силовыми полями без намёка на хоть какие-то прутья на случай потери энергии. Во время сражения корабля, выстрел клингонов оставляет огромную пробоину. Только камера героини остаётся невредимой. Компьютер сообщает, что до отключения питания осталось всего минута. Она требует, чтобы компьютер отключил силовое поле и позволил ей совершить сабж к двери (за пределами камеры пропала гравитация). Компьютер протестует, мол, она не имеет права давать приказы. Тогда она устраивает с компьютером логическую перебранку: если пропадёт силовое поле, то она умрёт. В конце концов, компьютер соглашается с её логикой (вот вам вулканская школа!). Она делает разбег и говорит компьютеры выключить поле и открыть двери. Сабж удаётся.
    • В зеркальной вселенной, стандартным методом казни на корабле является телепортация в открытый космос. Также, император Джорджиу выбрасывает смертельно раненого Лорку прямо в ядро, парящее в вакууме.
  • Смешарики Пин-код. Серия "Десять секунд" вся об этом. Сначала Лосяш рассказывает техчасть, а потом Копатыч его при помощи этой же техчасти спасает.
  • «Сквозь Горизонт» - молодой астронавт-спасатель по кличке Медвежонок, повредившись рассудком решает выйти в открытый космос без скафандра. Паренька удалось оперативно вернуть обратно, но без последствий не обошлось.

Выжившие после разгерметизации в реальной жизни[править]

  • В 1966 техник НАСА в Хьюстоне подвергся декомпрессии до состояния космического вакуума при аварии во время испытания скафандра. Этот случай упоминает Рот (в докладе "Rapid (Explosive) Decompression Emergencies in Pressure-Suited Subjects"). Техник потерял сознание через 12–15 секунд. Когда давление было восстановлено примерно через 30 секунд, он пришёл в сознание, без явного ущерба для организма.
  • В 1960 году во время высотного парашютного прыжка с воздушного шара-зонда имел место инцидент с воздействием вакуума на часть тела, когда у Джо Киттингера (Joe Kittinger, Jr.) упало давление в правой перчатке во время подъема на 103000 футов (19,5 миль или 31,4 км, где воздух формально есть, но его очень мало) в негерметизированной гондоле. Несмотря на потерю давления, он продолжил полёт, хотя в руке появилась сильная боль и она потеряла подвижность. После того, как он вернулся на землю, состояние его руки нормализовалось ("Дик смотрит на мою распухшую руку с беспокойством. Тремя часами позже опухоль спала, не оставив никаких последствий" - сразу после посадки; его правая рука в два раза превышала нормальный размер).
  • В конференции sci.space, Грегори Беннетт описывает реальный космический инцидент: «У нас был один случай с проколом в скафандре во время полетов «шаттлов». На STS-37, во время одного из моих летных экспериментов, одно из рёбер жёсткости на ладони перчатки одного из астронавтов разболталось в креплении, сместилось внутри перчатки и прокололо её между большим и и указательным пальцем. Не было взрывной декомпрессии, просто маленькое отверстие длиной 1/8 дюйма (около 3 мм), но это было весьма интересно, поскольку она была первой травмой, когда-либо произошедшей вследствие повреждения скафандра[5]. Как ни удивительно, но астронавт даже не знал, что произошёл прокол! Он был настолько взвинчен адреналином, что только по возвращении из полёта заметил болезненный красный след на руке. Он думал, что перчатка просто натёрла ему руку и не беспокоился об этом… Что же случилось: когда металлическая пластина проколола перчатку, кожа руки астронавта частично запечатала отверстие. Он закровоточил в космос, и тут же его свернувшаяся кровь запечатала отверстие так, что осталась внутри дыры».

Примечания[править]

  1. Если это хоть кому-то интересно, попадая в открытый космос, вода сначала мгновенно становится газообразной, а затем замерзает в виде крошечных льдинок. Становится газообразной — потому что молекулам совершенно ничего не мешает разлететься в разные стороны, а замерзнет — потому что после этого она растеряет всю энергию. Человеческое тело — это такой как бы пористый сосуд, внутри которого, как известно, очень много воды. Поэтому первой «на выход» отправится та вода (разогретая до 36 градусов по цельсию нашей печенью, которая занимается проблемами обогрева, и кстати именно поэтому судмедэксперты ставят время смерти по температуре печени), которой проще всего улететь — то есть пот, слезы, последний выдох (и газ, продожающий уходить из легких, т. к. выделяется из крови, пока работает сердце), а потом процесс застопорится — охлаждаемые уносом воды поверхности заледенели и перестали пропускать тепло. Теперь охлаждаемся строго через излучение. Да, кстати, сердце тоже остановилось и процесс преобразования углеводов в тепло тоже встал. С этого момента тело начиает медленно охлаждаться до температуры окружающей среды
  2. «Вы надели свой шлем и вышли из космической капсулы, направившись к главному входу на базу». Ощущение, что они просто забыли, что атмосферу эти горе-спутники удержать не могут, и вокруг героя вакуум.
  3. и в коде тоже
  4. нехватка воздуха и вакуум — последнее что должно вас заботить на Меркурии, где температура от −190 до +430 °C, уже не говоря о солнечном ветре, который там весьма силён. Вопрос «насколько сильная мигрень у вас будет на Меркурии» является в научных кругах слабодискуссионным — их больше волнует донельзя странная прецессия орбиты этой маленькой планеты и её огромный «кометный» хвост
  5. были и другие, и все на шаттлах, к счастью, разгерметизации в остальных случаях не было