在宇宙,如果人不穿宇航服会变成什么样?

从太空舱下拉,人不穿任何宇航服和生命维持系统,会变成什么样?

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2010-12-17 13:05

NASA(美国国家航空航天局)提供了这方面的资料,英文原文在这里

科学松鼠会denovo翻译了这部分资料(豆瓣原帖请点击)。我们将她的翻译内容摘抄如下(略修改):

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人没有保护,在太空中能活多久?

如果你不试图屏住呼吸,暴露于太空半分钟左右不太可能造成永久性伤害。正如潜水员上升时需要注意的一样,屏住呼吸可能会损伤你的肺,另外如果咽鼓管有严重堵塞,耳鼓也会出问题。但理论预测和动物试验证实,除了这些之外,暴露于真空并不会造成即时的伤害。你不会爆炸,血液不会沸腾,你不会冻死,也不会马上失去知觉。

十秒钟之后,会有很多较轻微的问题出现,包括晒伤,可能出现减压症,皮肤和皮下组织发生轻度、可逆、无痛苦的肿胀。然后你会因为缺氧失去知觉。伤害不断累积,大概一两分钟后你将死去,但目前并不了解这个确切的时间限度。

由于你的皮肤和循环系统的包容功能,你不会爆炸,血液不会沸腾。虽然空间环境一般非常寒冷,但热量不会在很短时间内离开人体,所以你不会立即冻死。只有在体内氧气耗尽后人才会失去知觉。如果你的皮肤没有任何保护地暴露于直射阳光的强烈紫外线辐射下,你会有非常糟糕的灼伤。

1965年,在NASA的载人航天器中心(现在更名为Johnson Space Center)一次真空舱宇航服泄露事件中,我们曾经有一名被试者不幸暴露于近似真空下(压力小于 1 psi,即 1 磅/平方英寸)。他保持知觉的时间是 14 秒,这大概是氧气从肺部到达大脑所需要的时间。他的宇航服中的条件大概没有达到极强的真空,而且 15 秒后我们就开始给真空舱重新加压。在大约相当于一万五千英尺海拔高度的大气压力下,被试者开始恢复知觉。后来被试者报告说他能感受并听到空气泄露出去,他在失去知觉前最后的记忆是舌头上的水开始沸腾。(低压条件下水的沸点会降低——注。)

1995年2月13号的《航空周刊与空间技术》发表了Leonard Gordon报道另一次真空事件的信件:“1960年8月16日,发生了飞行员在工作时将一只无加压的手长时间置于接近真空下的情况。在使用开放式的吊舱上升到 102,800 英尺(19.5 英里)高度的过程中,Joe Kittinger的右手上的加压出了问题。他决定继续任务。如预期的一样,他的手很疼并失去了功能。但是在这次破记录的跳伞后,一回到低海拔,他的手就恢复了正常。”

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除了NASA提供的资料以外,在《太空医学数据手册》这本书中也对这个问题作了详细讨论。相关内容可以在NASA的科学家、科幻小说家杰弗里·兰迪斯的网页上找到(链接)。

这本手册提到:

“供氧不足的情况下,意识还可以维持 9-11 秒。紧接着,身体会发生瘫痪和抽搐。这一时期,软组织和静脉中快速形成水汽,导致身体肿胀为原来的两倍,除非有增压服能够约束住身体。(已证明:适当配备的弹性服装可以在压力低于 15 毫米汞柱的情况下完全阻止体液沸腾。)心率先上升,然后快速下降。动脉血压在 30-60 秒期间内也快速下降。静脉血压由于气体产生膨胀而上升,一分钟内会超过动脉血压。血液循环将停止。肺部气体因减压而快速排出,之后水汽还会持续从气道流出,这种持续的蒸发会令口鼻温度降温到接近结冰点。身体其余部分也会降温,但比较慢。

有报道称一些暴露在接近真空的环境下的动物会在一分钟内因心肌纤维震颤而死亡,但通常,只要在 90 秒内再增压,动物就可以存活。而一旦心跳停止,死亡就不可避免,即使进行心肺复苏也无效。

及时增压后,呼吸会自然恢复。通常会出现一些失明或视觉障碍等神经方面的问题,但也会快速消失。

暴露于真空环境下的人只有 5 到 10 秒的时间实施自救。只要立刻实施救援,在 60 到 90 秒内将压力增加到 200 毫米汞柱(3.8 磅/平方英寸),即使暴露者的外观和症状可能十分严重,他还是可以存活下来,并且可能会快速恢复。”

显然《手册》提供的信息更具体。另外兰迪斯在这段后面附注:如果暴露者错误地采取了屏住呼吸的操作,在失压状况下会导致肺部破裂,造成致命后果。

此外兰迪斯还解释道:

你不会被冰冻。与很多人理解不同,太空并非是一个“绝对零度”的环境,事实上,太空没有温度。由于太空中的分子很少,不足以表现出“温度”的属性,既不“冷”,也不“热”。真空是一个良好的隔热体,暴露于其中的人,会因为体表水分蒸发而略微感到有一点点冷,但不会冻起来。

你的血液也不会沸腾。因为一般来说,人的血压是 75/120(单位是“托”,1 “托”约等于 1 毫米汞柱),这个数值描述的是:人的血压比外部环境的压力要高 75-120 托左右。当外部环境压力是 0 时,血压至少还能维持在 75 托左右,而在这个压力下,水的沸点是 46 摄氏度。因此人体体温(37 摄氏度)还不足以让血液沸腾。这都是血管的功劳,弹性的血管保证了血液有一定的压力,防止沸点降低而发生沸腾。(1965年的案例中,暴露者也只是报告说舌头上的水开始沸腾,这是因为舌头处的压力其实也就是环境压力——注。)

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总结起来,不穿宇航服暴露在外太空是很危险的,主要危险来自失压、缺氧(窒息)和阳光辐射,必须在 90 秒之内恢复环境压力。施救及时的话,生存下来的机会还是很大的。

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本文转载了松鼠denovo的翻译内容,在此表示感谢。同时感谢网友@linki 提供资料来源。

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linki海洋生物学硕士

2010-12-17 16:15

死得很惨…………

在网上找到NASA回答这一问题的答案:http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970603.html

中文的翻译:http://lt.cjdby.net/viewthread.php?tid=438979

当人体突然面对快速减压至几近真空的环境时:


一。如果你不尝试去闭气,暴露在真空下大约半分钟的时间不大可能会对你造成永久性的伤害,如果你闭气时就有可能会伤害到你的肺部,即使你的肺部只有1psi的压力,都足以导致你肺部的破裂并且因此死亡,对于一个受过训练的太空人都清楚如何去面对这种情形,一旦暴露在真空的环境下,不会造成立即的伤害。

二。你并不会爆炸:钢制的高压氧气瓶能防止数百大气压的氧气瓶破裂,虽然我们皮肤的强度远不及钢瓶,但仍足以维持我们在太空中不会爆炸,经由动物实验得知,皮肤及皮下组织中快速气化的水分会引起肿胀。

三。你的血液不会立即沸腾:由于皮肤及循环系统的保护功能,你的血液不会立即沸腾,水在37度C的蒸汽压是47mmHg,而我们血管中的血压会高于此,所以不会立即沸腾,人体具有调节血压的功能,例如你在10ft深的水中并不会因压力而导致血管破裂。

四。你不会立刻结冻:虽然太空中的环境非常寒冷,但人体热量流失的速度不会很快,这是由于真空的环境中热量的传导主要依赖热辐射,它的传导效率低于空气的对流。

五。你不会立即失去意识:在人体失去血液中氧气的供给后,大约10到15秒便会失去意识,另一个值得注意的问题是我们的皮肤若在太空中遭到阳光的直射,短时间之内便会受到非常严重的晒伤。

  人体在太空中也许可以存活1至2分钟,之后便会面临死亡,至于人体可以承受的时间极限则不很清楚。

  在美国的Johnson航天中心曾发生过一次宇航服试验的意外,一条连接宇航服通气软管的破裂,导致宇航员直接面对压力远少于1个psi的真空气密室,宇航员只保持了约14秒的清醒后便陷入昏迷,这些时间差不多是血液从肺到达脑部的时间,再经过15秒后密闭室便开始增压,直到压力大约等于15000 ft高空的大气压力时,宇航员才苏醒过来,这位宇航员事后回忆,在失去意识前的最后记忆,他感觉并且听到空气正在溢出的声音,而且唾液在他的舌头上沸腾。

  1960.8.16 Joe Kittinger 创下了高空跳伞的世界纪录,当他所乘坐的氦气球上升到43000 ft高空时,他的右手套破损失压,他感觉到右手极度疼痛并且无法使用,但他仍就决定继续完成挑战,经过大约12分钟后,他达到102800 ft的高度后便跳下,并在17500 ft的高空打开降落伞,之后安全落地,右手也恢复了正常。

资料引用来源于:
The Effect on the Chimpanzee of Rapid Decompression to a Near Vacuum, Alfred G. Koestler ed., NASA CR-329 (Nov 1965).
(在黑猩猩快速减压接近至真空时的实验)
Experimental Animal Decompression to a Near Vacuum Environment, R.W. Bancroft, J.E. Dunn, eds, Report
SAM-TR-65-48 (June 1965), USAF School of Aerospace Medicine, Brooks AFB, Texas.
(动物在快速减压接近至真空时的实验)
Survival Under Near-Vacuum Conditions in the article "Barometric Pressure," by C.E. Billings, Chapter
1 of Bioastronautics Data Book, Second edition, NASA SP-3006, edited by James F. Parker Jr. and
Vita R. West, 1973.
Personal communication, James Skipper, NASA/JSC Crew Systems Division, December 14, 1994.


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所以电影里人掉到外太空就爆炸的镜头很不靠谱

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记得《银河系漫游指南》里说在真空中能存活30秒,然后老看到有人争论这个时间是否正确。从文章来看,作者给出的时间并不长。

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MarvinP遗传学博士生,科学松鼠会成员,科普专栏作者

2012-03-28 06:46

"他在失去知觉前最后的记忆是舌头上的水开始沸腾。"

这个描述好带感

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不会爆吗? 人体直接承受内部一个气压的压力。如果不捂着鼻子,肺部空气快速向外流出,死的快,屏住呼吸,耳膜鼻子之类的,死得更快

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看来月光之旅的情节还是蛮符合现实的

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我酱爆感觉到在这个moment,要~~爆了。

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可怜的兰卡·李...吸出Main island 前被公主骗着憋气【还好被很快捞回来了。。。

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前提是你皮肤完好,体内粘膜没有破损等问题。

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原来星际牛仔里面spike只是把耳朵塞住就敢离开太空舱不是开挂啊,RP好的话真的可以

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又被漫游指南骗了。原来有比2秒长了许多。

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我记得独角兽高达里面有一段交换人质的时候不是,闭眼屏住呼吸捂住耳朵,脚一蹬然后从鸭子那里跑到了巴纳吉的机舱里的么?

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太空中的绝对零度好像是-270几摄氏度

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时间长了还是会冻死。。。会有热辐射的

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渣霍维奇斯洛文尼亚一号球星

2010-12-17 15:47

首先会死于窒息吧。另外如果是突然暴露在真空中,缺少缓冲的话,肺部气体的压力会对肺部造成损伤,会咳出一些量的血。
以上为猜测。

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