У науковій фантастиці людина без шолома в космосі часто миттєво перетворюється на крижану брилу або її тіло буквально розриває. У реальності усе відбувається інакше: найнебезпечніше у вакуумі — не холод і не «вибух» тіла, а дуже швидка втрата свідомості через нестачу кисню.
У повній порожнечі людина зазвичай непритомніє вже через 10–15 секунд. Головний мозок не має власних запасів кисню, тому, щойно кров, збіднена на кисень, доходить до нього, свідомість вимикається. Після цього врятуватися самостійно вже неможливо — лишається тільки сподіватися на допомогу ззовні.
Чому свідомість вимикається так швидко
На Землі ми можемо набрати повні груди повітря й затримати дихання на хвилину або навіть довше. Легені в цьому випадку працюють як резервуар: кров продовжує забирати з них кисень, і організм ще певний час функціонує без нової порції повітря.
У вакуумі цей трюк не спрацює. Коли тиск раптово падає, повітря неможливо утримати всередині — газ моментально виривається з грудей назовні. Після спорожнення легені фактично починають діяти у зворотному напрямку: замість того, щоб віддавати крові кисень, вони витягують з неї залишки розчиненого газу й «скидають» його в порожнечу.
Безкиснева кров приблизно за 14 секунд доходить від грудної клітки до мозку. Оскільки запасів кисню в мозковій тканині нема, свідомість зникає майже миттєво. На будь-які активні дії на порятунок є лише перші 5–10 секунд, поки мозок ще отримує хоч якусь порцію кисню.
У фільмах космічні герої зазвичай роблять глибокий вдих перед виходом у вакуум. Для справжньої людини це було б дуже поганою ідеєю. Якщо спробувати затиснути рот і насильно втримати повітря в легенях, розширення газу через перепад тиску може серйозно пошкодити легеневу тканину. Подібний ризик знайомий аквалангістам, які надто швидко спливають із глибини.
Що насправді «закипає» і чому тіло не вибухає
У звичних для нас умовах вода закипає за температури 100 °C. Але зі зниженням тиску температура кипіння падає. Якщо тиск навколо зменшити приблизно у 16 разів порівняно з нормальним атмосферним, вода почне перетворюватися на пару вже при температурі людського тіла — близько 37 °C.
У космосі першими закипають рідини, безпосередньо відкриті вакууму: слина на поверхні язика, сльози на очах, волога в дихальних шляхах і в легенях. Згодом пара починає утворюватися й у м’яких тканинах під шкірою. Через скупчення газу в тканинах тіло сильно набрякає й може візуально збільшитися майже удвічі.
Попри це людина не «вибухає». Шкіра, м’язи та сполучні тканини досить міцні й еластичні, щоб витримати внутрішній тиск і не розірватися. Кров у судинах теж не закипає миттєво, тому що замкнена система судин разом із роботою серця спершу зберігає певний тиск усередині. Пухирці пари у венозній крові з’являються помітно пізніше, ніж у тканинах під шкірою.
Чому тіло не замерзає за секунди
Космічний простір дуже холодний, але вакуум діє скоріше як термос, ніж як крижана ванна. На Землі ми мерзнемо головно тому, що тепло забирає навколишнє повітря або холодні предмети, до яких доторкаємося. У порожнечі ні повітря, ні контактів майже немає, тож тіло втрачає енергію в основному через випромінювання. Це повільний процес, особливо якщо на людині є одяг, який хоч трохи утримує тепло.
Справді швидко можуть охолонути лише відкриті вологі ділянки на кшталт рота та носа. Вода на слизових оболонках у вакуумі інтенсивно випаровується, забираючи тепло й різко охолоджуючи тканини. Вони можуть майже дійти до стану замерзання й навіть вкритися тонким шаром інею, але це локальний ефект, а не повне перетворення людини на «крижану статую».
Реальний випадок зустрічі з вакуумом
Про те, як усе це відчувається насправді, відомо не лише з розрахунків. У грудні 1966 року в Х’юстоні інженер-випробувач Джим Леблан тестував прототип місячного скафандра у вакуумній камері. Під час експерименту від костюма випадково від’єднався шланг, що подавав повітря, і тиск всередині скафандра за пів секунди майже впав до нуля.
Леблан почув свист — це повітря з силою виривалося назовні. Падаючи на підлогу камери, він устиг помітити, що слина на язиці «забулькала» й почала закипати. Це був останній чіткий спогад перед тим, як він знепритомнів приблизно через 12–15 секунд після розгерметизації.
Колеги-рятувальники діяли дуже швидко: через 20 секунд після аварії повітря знову подали у скафандр, а ще за 7 секунд підвищили тиск у всій камері. Випробувач майже одразу прийшов до тями. Єдиними наслідками для здоров’я стали болючі, почервонілі зсередини вуха та притуплення смаку на чотири дні — важких уражень організму не зафіксували.
Чи реально зняти шолом, лишивши решту тіла захищеною
Ідея, що у вакуумі може опинитися лише голова, а все інше тіло лишиться у безпеці, до реальних космічних польотів не дуже пасує. В американських скафандрах шолом — це частина єдиної герметичної системи, яка кріпиться до костюма через міцне шийне кільце.
Якщо зняти шолом у космосі, повітря миттєво вийде з усього скафандра, і в порожнечі опиниться не тільки голова, а й усе тіло. Випадково скинути шолом практично неможливо: замок на шиї сконструйований так, що навіть досвідченим технікам у лабораторних умовах буває непросто його роз’єднати. Щоб від’єднати шолом, треба виконати кілька послідовних дій — натиснути спеціальну кнопку, витягнути фіксатор, а потім провернути кільце.
Усередині скафандра підтримується тиск приблизно третини від звичайного земного, а дихальна система подає чистий кисень. Якщо ж спробувати наповнити костюм звичайним повітрям при тиску в одну атмосферу, оболонка скафандра надується, немов дуже туга повітряна куля. У такому стані людина просто не змогла б зігнути ні руки, ні ноги й майже повністю втратила б рухливість.
Тож у космосі ні миттєве замерзання, ні видовищний «вибух» тіла не є головною небезпекою. Найсерйозніша загроза — швидка втрата свідомості через кисневе голодування, на яку в людини залишається лічені секунди, поки навколо панує повний вакуум.
