四種可怕的太空死亡方式:暴露於真空 身體炸裂

2021-01-13 快科技

近年來,有關太空殖民的話題變得十分熱門,但許多人都忽視了飛向月球和火星的過程中蘊含著殘忍的真相:太空其實是一片寒冷、荒蕪、不適合人類生存的地方,有可能你第一次到那裡就遭遇不幸了。太空人們都很清楚這一點,但是對有志於成為太空旅客的人來說,有必要知道一些太空旅行可能面臨的致命危險。

暴露於真空

讓我們首先來分析一下最為顯而易見的危險——暴露在真空中。暴露在極度低壓的太空環境時,皮膚表面和軟組織最上層的液體會立即蒸發,導致血液中形成氣泡,以及一些嚴重、可怕的腫脹。不過,皮膚和循環系統產生的壓力會使膨脹控制在一定範圍內,使你的身體不至於爆炸——科幻小說中喜歡描述的場景。

動物研究和人體暴露在真空中的少量數據顯示,你可能會在9到11秒鐘的時間內保持某種程度的清醒,然後就會因為缺氧而暈過去。根據美國航空航天局的資料,你的嘴巴和鼻子將迅速冷卻到冰點,而你舌頭上的液體,連同你肺部內表面的液體,也會迅速沸騰。

美國航空航天局預見到了這一問題,於是開發了太空衣,並將其稱為「艙外機動套裝」。EMU本質上是一個自維持的太空船,由許多層材料構成,可以保護太空人不受到真空環境、微隕石和極端溫度的威脅。

有什麼缺點嗎?「太空衣會增加行動的難度,即使是那些我們在地球上覺得輕而易舉的任務,」NASA詹森太空中心的布萊恩·丹斯貝裡說,「套裝的分層加上加壓系統,使每一個動作都很費力,手指的動作尤其有挑戰性。」

下一代太空衣將更輕、更靈活,而且有更高的技術含量。未來的EMU還必須能應對全新的環境和新的危險。丹斯貝裡說:「現在我們所用的EMU是為了在微重力環境下使用而設計的,與在火星表面工作時的要求有顯著的不同。」目前的EMU還無法為太空人提供在火星上活動時所需的靈活性,比如彎腰檢取石塊,或者把一棵馬鈴薯從地裡拔出來。「火星還擁有一個大氣層,因此在火星上使用的太空衣在設計上需要與真空環境中所用的有很大不同,」丹斯貝裡說道。

如果你計劃在這些先進的太空衣上市之前就進行太空旅行,那你必須做好太空衣破裂的準備,目前還沒有辦法對套裝的撕裂或刺穿進行密封,一旦出現這類情況,太空人必須在套裝完全減壓之前迅速回到氣閘室內。

在太空中溺死

太空旅行很重要的一課是,保護你生命的太空衣有可能在不經意間殺死你。2013年7月16日,義大利太空人盧卡·帕米塔諾正在國際空間站外工作。他的太空衣冷卻系統突然失靈,開始往他的頭盔裡緩慢注水。根據盧卡在2013年撰寫的一篇詳細博文,他一開始並沒有意識到問題的嚴重性。他以為頭盔後部的溼潤感可能來自他的飲水管,甚至可能是操作沉重的太空衣時產生的汗液。

然而,頭盔裡的液體溫度太低,不可能是汗液,而盧卡也沒看到飲水管裡有水漏出來。他接到命令,要求他停止太空行走,立即回到氣閘室。在盧卡返回途中,液體不斷增多,淹沒了他的臉頰和耳機。

更糟糕的是,為了避開一根擋在返迴路線中的天線,盧卡被迫改變方向,導致液體淹沒了他的鼻子,他的呼吸變得更加困難。隨著太陽轉到地球背面,他的周圍變得一片漆黑。他失去了方向感,無法確定返回氣閘室的路線。在這最為黑暗的時刻,盧卡甚至考慮打開頭盔上的一個安全閥,將這些水排到太空中。

幸運的是,故事的結局還算圓滿,安全閥也沒有打開。盧卡順著安全纜繩回到了艙口,在那裡等待同伴克里斯多福·卡西迪幫助他對太空衣重新增壓。盧卡對這場遭遇總結道:「太空是嚴酷、冷漠的前沿,而我們是探索者,不是殖民者。我們的工程師,以及我們周圍的技術,使一切看起來很簡單,但其實並不簡單,或許我們有時會忘記這一點。最好不要忘記。」

遭遇軌道碎片

國際空間站從1998年運行至今,是一個狀況非常良好的空間實驗室。然而,國際空間站的健康,以及站內太空人團隊的健康,正面臨著軌道碎片越來越嚴重的威脅。

國際空間站受到數百個微流星體和軌道碎片防禦系統的保護,是地球軌道上有史以來防禦最為完善的太空飛行器。儘管足以抵擋微小的塵埃粒子,但這些防禦系統還是無法承受一大塊太空垃圾的撞擊。

國際空間站的關鍵系統——居住艙和壓力艙——是保護最好的部分,但它們仍然可能被一塊直徑大於1釐米的太空碎片嚴重破壞。根據統計模型的估計,地球軌道上大約有29000塊直徑超過10釐米的太空碎片,而直徑1到10釐米的碎片大約有75萬塊。這些垃圾碎片中,有一些圍繞地球運轉的速度超過每小時28000公裡。在這種速度下,即使很小的碎片都能帶來強大的衝擊。

雖然低地軌道上的碎片數量不斷增長,但類似電影《地心引力》(Gravity)裡那樣的場景還是很難會出現。這要感謝國際空間站上先進的預警系統。

美國太空監察網絡會對大塊的太空垃圾進行常規監控。如果有危險碎片進入國際空間站附近1公裡範圍的概率達到千分之一,那空間站就會暫時藉助停靠的聯盟號飛船,臨時轉移到到更高的軌道上。這樣的情況大約每年發生一次。

截至目前,國際空間站還未因為碎片撞擊而受到嚴重的損傷,但為了預防這類情況,太空人團隊會進行定期的減壓操作。在這些訓練中,太空人要嘗試辨別和密封模擬的洩漏情況。如果空間站真的出現致命性的破裂,全體成員就將直接轉移到聯盟號飛船中,並返回地球。

無時無刻的微重力和輻射

假設你是一位太空人,當你乘坐聯盟號飛船回到地球表面的時候,你或許會覺得危險已經過去,可以慶祝勝利了。

錯!事實上,科學家還遠未完全了解微重力對人體的長期效應,另一方面,我們已經知道微重力會帶來一些令人不快的負面影響。「微重力環境會損傷人體生理機能,主要是因為身體在太空中感受到的力與在地球上不同,」斯坦福心血管研究所所長Joseph C。

Wu說,「漂浮或者在太空中拉伸自己,並不需要像在地面上時用那麼大力,因為太空中沒有重力對抗你的動作。這會導致長期太空飛行時最嚴重的副作用之一:嚴重的骨質疏鬆。」

「微重力的另一個副作用是嚴重的肌肉損失,」Joseph C。 Wu補充道,「與骨骼一樣,無法藉助重力進行鍛鍊,會使肌肉組織分解。」Wu目前正在對暴露於低地軌道環境後返回地球的細胞樣品進行分析,以研究微重力對心血管生理學和病理生理學的影響。在地球軌道上,心臟在推動血液循環時並不需要十分賣力。與任何不經常使用的肌肉一樣,心臟在這種情況下會出現萎縮,並且會變得更接近球形。

微重力對太空人身體健康的破壞還體現在其他方面,並不只限於骨骼和肌肉的退化。在低重力環境下,體液也會表現出不同的特徵,並可能導致一系列問題,包括眼球後部的變形——最終可能會導致嚴重的視野模糊。2017年由NASA資助的一項研究結果顯示,太空旅行的長期影響可能更具有危害性。

通過將人體幹細胞移植到小鼠體內,美國維克森林再生醫學研究所的科學家團隊模擬了相當於為期三年,行程約2.3億公裡的往返火星之旅中受到的深空輻射。研究人員發現,漫長的太空旅行不僅可能削弱太空人的免疫系統,而且會導致引發白血病的遺傳損傷顯著增加。

人類在太空中遭遇生命危險的事例很少。日新月異的科技使人類在太空中的存在變得相對安全(至少給人的第一印象如此)。然而,現實情況是,生命可能一個不小心就會殞沒在太空中。太空人們都清楚這一點,然後義無反顧地前往太空。我們應當尊崇那些冒著生命危險,拓展人類科學邊界的個人,然後銘記國際空間站的訓言:離開地球,為了地球。

相關焦點

  • 人類在沒有穿太空衣的情況下,暴露太空中會發生什麼?太可怕了
    在科幻電影中,經常會出現一些驚險的場景:一艘宇宙飛船發生故障,太空人突然被毫無準備地吸進真空環境,他們的身體立即被凍結。這些情節會引起了人們的好奇心,如果人類在沒有穿太空衣的情況下,直接暴露在太空中會發生什麼?
  • 如果突然暴露在真空,應該這樣做!才能獲得90秒生存機會
    或者就像前面提到的《地心引力》或《火星任務》中的一樣,人體暴露在太空會立即被凍結,因為太空的真空首先會導致人體外層被凍結,霜凍會快速穿透身體直達核心?或許,還有其他的物理作用?太空的真空,特別是從正常壓力環境到接近完全真空環境的快速轉變,這將與我們在地球上的經歷完全不同。那麼到底會發生什麼呢?
  • 人類暴露在太空中,會怎麼死?反正不會凍死
    對於許多愛看科幻電影或者科幻小說的人對於太空肯定不陌生,在這些科幻作品中,許多人都曾看到過一些因為各種原因暴露在太空之中的人死狀悽慘。由於太空中壓強和地球差得很多,所以對於這些暴露在太空中的人來說,大多都是在體內體外壓強的擠壓下,身體爆裂而亡,血肉飛濺,看起來十分悽慘。
  • 在太空不小心暴露肉體會有什麼影響?
    在太空中不穿太空人會有什麼後果?我們知道,太空是一個近似真空的存在,在太空中,我們沒有了地球的氧氣、沒有了地球的大氣層、沒有了地球的磁場,唯一能夠依靠的只有太空衣,那麼一個有趣的問題來了,一旦我們在太空中脫掉太空人,將肉體暴露在太空中會有什麼後果呢?
  • 人類暴露在太空環境會怎麼樣?用熱水進行真空模擬,看完就知道了
    科學家常常做一些實驗的時候,需要真空的環境,他們就會把空氣抽走,其實很多科學家也用這樣的方式來進行太空環境的模擬,很多人就會慣性思維,認為真空環境等於太空環境,其實並不是這樣的,這兩者還是存在差異的。真空的環境一般指完全沒有空氣,而太空中的環境比較複雜,並不是完全真空的,太空中還有很多其他物質成分,而且掏空的環境十分惡劣,它的溫度極低,已成為高寒的環境,平均溫度為零下270.3℃。另外太空中有強輻射,太空中的各種天體會向外發出輻射電磁波,許多天體還向外輻射高能粒子,形成宇宙射線,這些輻射對於人類也是有極大的危害的。
  • 如果太空人在太空死亡,屍體如何處理?
    在返回艙和軌道艙分離時,返回艙的閥門螺栓鬆動,導致分離瞬間整個閥門產生劇烈震動,內部氣壓作用下閥門直接破開一道口子,艙內空氣迅速進入真空的太空,3名太空人直接暴露在真空環境下慘死。照理說,太空人都會在艙內穿上太空衣,做好雙保險,但當時正處於美蘇太空爭霸時期,蘇聯為了能領先,完成更多的科學實驗,將原本只能容納2名太空人的空間,硬塞進3名太空人,而只有都不穿太空衣才能擠出空間多容納一人,蘇聯急於求成選擇了這種最危險的方法。3名太空人最後被診斷為減壓死亡,但在距離地球170公裡的太空,暴露在真空中的死亡過程才是最可怕的。
  • 人類暴露在太空中,會怎麼死?科學家告訴你:反正不會凍死
    對於許多愛看科幻電影或者科幻小說的人對於太空肯定不陌生,在這些科幻作品中,許多人都曾看到過一些因為各種原因暴露在太空之中的人死狀悽慘。由於太空中壓強和地球差得很多,所以對於這些暴露在太空中的人來說,大多都是在體內體外壓強的擠壓下,身體爆裂而亡,血肉飛濺,看起來十分悽慘。
  • 人類暴露在太空中,會怎麼死?科學家告訴你:反正不會凍死
    對於許多愛看科幻電影或者科幻小說的人對於太空肯定不陌生,在這些科幻作品中,許多人都曾看到過一些因為各種原因暴露在太空之中的人死狀悽慘。由於太空中壓強和地球差得很多,所以對於這些暴露在太空中的人來說,大多都是在體內體外壓強的擠壓下,身體爆裂而亡,血肉飛濺,看起來十分悽慘。
  • 人體暴露在太空中會怎樣?爆炸還是凍結?其實還有存活的希望
    太空與我們所生活的地球在生存環境上存在著巨大的差異,它沒有大氣壓,幾乎是一個完全真空的環境,它極度寒冷,是最接近絕對零度的地方。所以,要在太空中活動就必須要穿戴專業的太空服,那麼如果一個人在沒有任何防護的情況下暴露在太空中會怎樣呢?
  • 太空人如果暴露在太空中,那麼能活幾分鐘?
    太空中的溫度如果太空人不小心暴露在太空,其實並不會被凍死的原因是:太空中很難感受到溫度,這要從溫度是什麼來說起。溫度,在微觀世界裡其實就是分子的熱運動,分子運動的速度越快,溫度就越高;分子運動的速度越慢,溫度就越低。如果一個地方是真空狀態,沒有任何分子,那麼這個地方是體現不出溫度來的。
  • 太空人不小心暴露在太空中,能活幾分鐘?三個案例告訴你!
    在這種條件下也許被直接擊中是最人道的方式,畢竟因太空衣破裂暴露在太空中這種死法實在太慘烈,如果有得選那肯定是不希望這種事情發生了!但在世界航天史上類似的案例還真發生過,不過不是軌道上,而是在返回狀態!而人體在幾近真空的狀態下,大約只能堅持約30S,之後就會失去知覺!而從近地軌道返回地面全程時間長達十幾分鐘,實在難以想像聯盟11號太空人那絕望而又無助的尋找洩漏點最終昏迷死亡的過程。
  • 假如太空人迷失在太空中,會以何種方式終結?
    電影《地心引力》中有一段經典的片段,太空人在太空梭的艙外工作時,突遭隕石撞擊脫離了飛船,主角在經歷種種自救後成功返回地球,但另一名太空人則徹底迷失太空。那麼在現實中,如果太空人徹底脫離宇宙飛船後,會以何種方式終結?
  • 人直接暴露在太空是先憋死還是先凍死呢?
    人直接暴露在太空是先憋死還是先凍死呢?眾所周知,太空是一個近似真空的狀態,沒有空氣,而且溫度極低,可達零下200度以下。所以,太空人如果想在太空裡執行任務是必須要穿戴太空衣的。問題來了:如果人直接暴露在太空是先憋死還是先凍死呢?
  • 人體直接暴露在太空中會發生什麼?
    宇宙太空裡的生存環境與我們所生活的空間是完全不一樣的,在我們的太空中,氣壓幾乎是不存在的,也就是一個幾乎完全的真空環境,在太空中也是非常的寒冷,在其中基本處於一個完全零下的環境。我們都能夠看到,我們的太空人基本都是穿著厚厚的太空衣,幾乎把身體的每個角落都包裹在太空衣之中了,即使在太空中作業也是必須要穿著這些衣服的。
  • 人類完全暴露在太空中,會爆炸嗎?科學家:你一定會「膨脹」
    人類完全暴露在太空中,會爆炸嗎?科學家:你一定會「膨脹」關於講述太空宇宙的科幻電影有很多,但這些電影無一例外都會發生這類的事情,就是一到外太空或是某某星球上,飛船就會失事。飛船發生故障以後,有時候就會發生太空人一不小心壓迫到真空環境裡,然後整個人被凍成冰塊。
  • 如果太空人在太空死亡,屍體會被如何處理?
    留下的身體會被如何處理,留在飛船上,大家與一具軀體為伴?還是送回地球入土為安,或者直接扔進宇宙飛向未知?聯盟11號飛船他們從禮炮一號空間站脫離的時候因為一個閥門出現故障,使得他們直接暴露在了宇宙真空之中
  • 如果太空人不小心掉入太空,能夠生存多長時間?答案很殘酷
    在此種情況之下,人類最多堅持30秒,可能有人看過一些科幻影片,認為人只要直接暴露在太空中,那麼就會被凍成冰棍,事實真的如此嗎?其實這種認知也是錯誤的,我們要明白,溫度的反映是需要物質的,分子熱運動的劇烈程度就反映出溫度的高低。可是宇宙是一個真空狀態,沒有分子或者分子數量極其稀疏。在這種情況下,溫度在宇宙中就無法體現出來。
  • 人類首次發現「太空動物」 可在真空中生存(圖)
    可以在太空真空環境中生存的動物——緩步類,也被稱作水熊不僅僅是太空,它們中的一部分還可以同時在真空和太陽輻射條件下生存,這是人類迄今為止發現的唯一一種可以在雙重嚴酷條件下存活的動物。幼蟲的身體只有0.5毫米長人類、大猩猩和犬類都可以在太空生存,但僅僅是幾分鐘。幾分鐘後,這些動物肺內的空氣開始膨脹,血液中的氣體開始變成泡泡,嘴裡的唾液也開始沸騰。
  • 人體在真空中會爆炸嗎?
    當飛船失事時,不幸的太空冒險家們被殘酷地暴露在太空中,他們尖叫、痙攣和迅速膨脹,然後爆裂得血液四濺。——通常科幻片裡是這麼演示的,以便讓我們了解外層空間知識,聽起來也合情合理。但是,當人類探訪大氣層之外以後,一些無意的真空暴露事故開始讓科學家思考這個問題:如果一個沒有保護的人被暴露在寒冷死寂的真空中
  • 如果一個人沒有穿太空衣就暴露在太空中會發生什麼?
    6.高能光子和亞原子粒子對細胞和器官的損傷太空沸騰:由於外部氣壓突然下降,身在外太空的人類將會發生身體中的體液形成氣泡的可怕經歷,。另外有兩位太空人在地面空間任務訓練中遭遇意外減壓,但由於兩個人暴露時間均少於5分鐘而倖存下來。而在國際空間站和太空梭的太空人需要經常在艙外活動,他們的太空衣壓力小於太空飛行器的30%,用來保證太空人正常活動,而不會出現明顯的減壓病症狀。但有時候還是會發生意外,聯盟11號的減壓事故導致機上3名太空人全部死亡。