Im Weltraum ohne Weltraumanzug?

[Alpha]

Was passiert eigentlich, wenn man mal wieder das falsche anhat - genauer gesagt, wenn man im Weltraum keinen funktionierenden Weltraumanzug anhat?

"Das Blut kocht", "Man platzt" usw. hört man ja häufig. Ich habe zwei ganz nette Links gefunden, die dem Thema mal etwas auf den Grund gehen. Und siehe da - man platzt höchstwahrscheinlich nicht und man stirbt auch nicht, weil das Blut kochen würde o.Ä.

Tatsächlich könnte man wohl sogar im absoluten Vakuum für 9-11 Sekunden bei Bewußtsein bleiben.
Nach diesen ca. 10 Sekunden wird´s unangenehm - aber da ist man ja bereits nicht mehr bei Bewußtsein. Der Körper schwillt auf etwa das doppelte Volumen an, die Blutzirkulation stoppt, das verdampfende Wasser kühlt Nase/Mund auf Null Grad Celsius herunter.

Innerhalb 90 Sekunden nach Eintritt dieser Situation soll ein Wiedeherstellen der Körperfunktionen möglich sein - so Theorie, Unfälle und Tierversuche. Alle diese Effekte betreffen das Verbleiben im Vakuum - die Dekompression vorher kann schon beträchtlichen Schaden hervorrufen (wenn man versucht, die Luft anzuhalten sucht sich die Luft andere Wege...).

Zum Thema "kochendes Blut": Das Blut würde nicht kochen - zumindest nicht als Todesursache. Denn bis zum Herzstillstand (dann ist ja das Kochen kein Problem mehr...) sorgen die Gefäßwände für einen Blutdruck von 75 Torr - bei diesem Druck kocht das Blut bei 46 Grad Celsius. Da die Körpertemperatur nur 37 Grad Celsius beträgt kommt es nicht zum Kochen.

Ist das alles bloße Theorie? Nicht ganz. Die NASA beispielsweise hatte einen Unfall, bei dem eine Versuchsperson erleben durfte, was passiert, wenn der Druckanzug einen Riss bekommt - er verlor nach 12-15 Sekunden das Bewußtsein. Nach 30 Sekunden konnte der normale Druck wiederhergestellt werden - der Mann überlebte ohne schwerwiegende Schäden.

Ein letztes noch zum Shuttle: Dieses könnte trotz einem Loch von 11 mm Durchmesser 165 Minuten lang ausreichend Druck generieren, was für eine Notrückkehr zur Erde angeblich reichen soll. Die anzüge, die man von den Space-shuttle-Astronauten kennt (diese roten Dinger) können bis zu einer Höhe von 70.000 Fuß ausreichend Druck aufbauen. Für den Notfall im All gibt es "Space Balls" (nicht der Film) oder auch PRS (Personal Rescue Sphere), diese Stoffkugeln können eine Person aufnehmen und ausreichend ruck aufbauen und halten, eine Sauerstoffversorgung und Telekommunikationsmittel sind eingebaut.

Für mich war das alles neu, vielleicht interesiert´s auch ja auch. Ich wollte hier nur einen Überblick geben, wen das alles genauer und besser begründet interessiert, der besuche die angegebenen Links.

Mehr Theorie, Unfälle, Erfahrungen und Hintergründe unter: http://www.sff.net/people/Geoffrey.Landis/ebullism.html
http://www.sff.net/people/Geoffrey.Landis/vacuum.html

 

[_Michael]

Warum verliert man denn das Bewusstsein, die 10 Sekunden ohne Sauerstoff dürften bei weitem nicht reichen.

Aber wenn die Blutgefässe Druck aufbauen, dann müssen sie dem Druckunterschied gegen aussen ja auch standhalten. Den Hauptgefässen trau ich das schon zu, aber wie schauts mit den mikrofeinen Gefässen aus die den ganzen Körper durchziehen?

 

[Alpha]

Nö, der Sauerstoff im Blut reicht 9-10 Sekunden, bei explosionartiger Druckminderung die Hälfte. Du musst bedenken, dass damit gemeint ist, wie lange man noch zielgerichtet denken und handeln kann.

Außerdem erhöht sich durch Adrenali noch kräftig der Stoffwechsel und der Kreislauf kommt, wie erwähnt, ziemlich sofort zum Erliegen. Daher 10 Sek.

Zum Druck in den Gefäßen: Nicht der "normale" Druck wird gehalten, sondern ein Druck groß genug, um das Kochen des Blutes zu verhindern. Eben so lange, bis das Herz aussetzt - dann gibt´s andere Probleme...

Schau mal in die beiden Links. Die geben auch genau die Referenzen an und beziehen sich u.A. auf NASA-Daten. Da wird das ganze genauer erklärt.

Übrigends gab´s schon mal den Fall, dass ein Astronaut dem Weltraum ausgesetz war: Im Verlauf einer Shuttlle-Mission hat ein Metallteil den anzug bei ner EVA durchstoßen. Das Loch wurde allerdings durch das gerinnende Blut des Astronaten gestopft... Klingt unglaublich, ist aber wahr - Details unter oben angegebenen Links.

 

[LFeldTom]

Spannende Geschichte !

Bei der kurzen Zeit bis zur Bewußtlosigkeit spielt vermutlich auch eine Rolle, daß der Blutdruck rapide abnimmt und das Blut in die Extremitäten "absackt". Somit auch deutlich weniger Reserven wie sonst üblich.

Was die Geschichte mit dem 11mm Leck angeht kann ich mir das druckseitig gut vorstellen. Ich mag mir aber nur ungern ausmalen, wie der Vogel nach dem Wiedereintritt aussieht wenn das eine der Hochtemperaturzonen betrifft. Dürfte sich da schnell mächtig deformieren.

 

[bregenzer]

da gab es auch mal einen unfall bei den russen.

da soll eine kapsel während der landung ein loch bekommen haben. sie ist dann automatisch gelandet, und als man am boden die luke öffnete, saßen nur noch 3 leichen drin...

weiß darüber jemand was genaueres?

 

[Schorsch]

Warum verliert man denn das Bewusstsein, die 10 Sekunden ohne Sauerstoff dürften bei weitem nicht reichen.

Aber wenn die Blutgefässe Druck aufbauen, dann müssen sie dem Druckunterschied gegen aussen ja auch standhalten. Den Hauptgefässen trau ich das schon zu, aber wie schauts mit den mikrofeinen Gefässen aus die den ganzen Körper durchziehen?

Siehe Helios B737-300 neulich!

 

[Togge]

Der Unfall der Russen war der Flug Sojus 11 im Juni 1971 (Wolkow, Pazajew und Dobrowolski). Bei Tschertok kann man über diesen Unfall nachlesen, dass es zunächst Leute gab, die den verstorbenen Kosmonauten Fehlverhalten vorwarfen, diese hätte sicher genug Zeit gehabt, um nach der Undichtigkeit zu suchen und diese zu verschließen. Mediziner widersprachen diesen Ansicht und meinten, die Kosmonauten wären durch den Druckverlust nach spätestens 15 Sekunden bewusstlos gewesen.

Die genau Ursache für den Druckverlust ist übrigens nie gefunden worden. Man vermutete ein eingefrorenes Ventil. Bei Bodentest konnte dies allerdings nie reproduziert werden.

 

[Bowser]

in der Schule hatte ein Lehrer mal erzählt eine defekt Schraube wär der Fehler gewesen. :?!

 

[Butschki]

ich weiß ja nicht, aber wenn der druck rapide absinkt, dann müsste es ja laut meinem verständnis den körper sofort zerfetzen, da im vergleich zur umgebung, im körper ein relativ hoher druck herscht, das ist doch wie wenn ich einen luftballon in große höhe steigen lasse, der platz auch irgendwann

außerdem denke ich das der sauerstoff im blut sofort ausperlt und somit das blut zum "kochen" anfäng

 

[bregenzer]

ich weiß ja nicht, aber wenn der druck rapide absinkt, dann müsste es ja laut meinem verständnis den körper sofort zerfetzen, da im vergleich zur umgebung, im körper ein relativ hoher druck herscht, das ist doch wie wenn ich einen luftballon in große höhe steigen lasse, der platz auch irgendwann

außerdem denke ich das der sauerstoff im blut sofort ausperlt und somit das blut zum "kochen" anfäng

jemand schrieb weiter oben, dass das blut im vakuum erst bei 42°C kocht, und die Körpertemperatur beträgt ja bekanntlich 37°C.

wenn das loch nicht so groß ist, und der druck relativ langsam sinkt, könnte ich mir vorstellen, das der druck im körper gleichermaßen auch absinkt... :?!

 

[koehlerbv]

Gerade in der vergangenen Woche fand sich auf der immer wieder verblüffenden Seite www.w-akten.de (wie macht Willi das nur - woher nimmt er diesen Elan ?) folgender Eintrag zu genau diesem Thema:

Was passiert wohl, wenn ein Spaceshuttle-Besatzungsmitglied das Fenster runterkurbelt und ein Puddingteilchen hinaus ins Weltall wirft (wobei hier ausschließlich das Schicksal des Puddingteilchens interessiert). Es wurden hierzu veschiedene Theorien vertreten:
1. Das Puddingteilchen bläht sich auf ein Mehrfaches seiner Größe auf.
2. Das Puddingteilchen verglüht.
3. Das Puddingteilchen friert sofort ein und saust ewig durch das All.
4. Das Puddingteilchen trocknet sofort völlig aus und saust ewig durch das All.
5. Das Puddingteilchen explodiert.
6. Das Puddingteilchen bleibt auf ewig frisch

Es gibt da mehrere Probleme zu beachten.
Zu beachten ist, dass alle der beschriebenen Phänomene gleichzeitig stattfinden. Unser Puddingteilchen ist also einem ziemlichen Stress ausgesetzt.
Rekonstruieren wir also mal den Vorgang.
Ein US-Shuttle Besatzungsmitglied öffnet sein NASA-Lunchpaket und stellt fest, dass es statt Hamburger und Fritten etwas enthält, das aus Ballaststoffen und Milchprodukten besteht. Selbstverständliche Reaktion: Seitenfenster runterkurbeln und raus mit dem Ding, genauso, wie zu Hause auf dem Highway. Einziger Überlebender dieser Aktion ist das Puddingteilchen, das nun völlig auf sich alleine gestellt ist.
1. Die Bewegung des Puddingteilchens.
Es gibt zwei kritische Geschwindigkeiten, die für die Zukunft des Teilchens entscheidend sind: die sog. 1. und 2. kosmische Geschwindigkeit.
Die erste kosmische Geschwindigkeit (Kreisbahngeschwindigkeit) ist die Geschwindigkeit, bei der ein waagerecht weggeworfener Körper gerade nicht mehr auf die Erde fällt: 7,9 km pro Sekunde. Beim Wegwerfen auf dem Highway kaum zu erreichen ist diese Geschwindigkeit kein Problem für unser Teilchen, da es ja aus einem Shuttle kam, das sich schon auf einer Kreisbahn bewegte. Prinzipiell könnte es sich also um unseren Planeten weiterbewegen allerdings wird nach und nach die Reibung an der hier immer noch vorhandenen Atmosphärenartikel dafür sorgen, dass sich der frischgeborene Satellit "Puddi I" verlangsamt und schließlich in die Atmosphäre eintritt und das klassische Schicksal eines US-Raumgefährts erleidet: verglühen.
Wirft der Raumfahrer das Teilchen zufällig von der Erde weg, kommt die zweite kosmische Geschwindigkeit ins Spiel. Das ist die sog. Fluchtgeschwindigkeit. Ein Körper, der das Gravitationsfeld der Erde überwinden will muss von der Erdoberfläche mit mindestens 11,2 km/s gestartet werden, das ist für den Arm unseres Astronauten dann doch etwas viel verlangt, auch wenn die Erdanziehungskraft im Orbit etwas geringer ist.
Das Teilchen wird also irgendwann in der Atmosphäre verglühen. Was aber passiert bis dahin?
Sofortiges Einfrieren? Sieht man schon mal in SciFi-Filmen, ist aber Blödsinn. Wärmeaustausch findet über verschiedene Wege statt. Der zügigste ist Wärmeleitung, der Wärmefluss in einem Festkörper, da sich hier aber kein weiterer Festkörper befindet, mit dem "Puddi I" in Kontakt steht, fällt das aus.
Der zweitbeste Weg ist Konvektion, die Wärmeableitung über ein Medium, also die Wärmeübertragung durch den Transport von Teilchen, die ihre kinetische Energie mitführen. Im Erdnahen Orbit herrscht kein Vakuum, allerdings ist die Teilchendichte hier so gering, dass die Auskühlung durch Konvektion nur seeeeehr langsam abläuft.
Der dritte Weg Temperatur zu verlieren, ist der über Wärmestrahlung, also elektromagnetische Strahlung, die ein Körper abhängig von seiner Temperatur abgibt. Das ist auch nicht besonders schnell, aber immer noch die wahrscheinlichste Art für unser Backwerk auszukühlen.
Die Auskühlung wird also einige Zeit in Anspruch nehmen. Aber da gibt es ja noch das Vakuum, das hier mitspielt.
Aufblähen im Vakuum? Auch ein beliebtes Stilmittel von Hollywood im Weltall.
Im Vakuum dehnen sich gasgefüllte Körper, die einen höheren Innendruck haben durchaus aus, wie beliebte Fernsehexperimente zeigen. Dazu muss sich aber der höhere Druck in einer geschlossenen Zelle befinden. Im bröseligen Blätterteiganteil also eher nicht. Auch Menschen platzen nicht. Glück für den schusseligen Astronauten - nur von seiner Lunge dürfte er sich mittlerweile schon verabschiedet haben.
Im Pudding kann es aber schon Gasblasen geben, die werden sich aufblähen, bis die Pudddinghülle platzt. Die Stärke des Effekts hängt von der "Schaumigkeit" des Puddings ab. Ein Teilchen das mehr Flüssigkeit erhält als ein Puddingteilchen, etwa ein marmeladengefüllter Berliner würde wohl so etwas wie "Taucherkrankheit" erleiden, wenn sich in der Flüssigkeit gelöste Gase lösen
Im Vakuum wird allerdings auch der Siedepunkt von Flüssigkeiten sehr stark herabgesetzt. Wasser kocht beispielsweise bei einem Druck von 30 mbar (normal sind rund 1000 mbar) schon bei Zimmertemperatur. Unter 0,05 bar passiert etwas eher Unangenehmes: die im Teilchen verbliebene Feuchtigkeit beginnt zu verdampfen Dieser Prozeß beginnt an der Oberfläche der dem Vakuum ausgesetzten Objekte. Als Nebeneffekt dieser Verdunstung wird dem Körper Wärme entzogen, und zwar sehr viel - der Effekt ist der Gefriertrocknung nicht unähnlich.
Der Astronaut, der das Teilchen verschmähte erlebt übrigens gerade das gleiche Phänomen.
Je nachdem, wo sich unser Puddingteilchen befindet erlebt es diese Auskühlung. Im Erdschatten wird es irgendwann auf bis -130°C abkühlen. Tritt es aus dem Erdschatten heraus und wird von der Sonne bestrahlt wird es wieder auf ca. 120°C aufgebacken. Wahrscheinlich wird es nach einigen Abkühl- Aufheizyklen ziemlich zerbröselt sein, wenn es nicht vorher schon sanft verglüht ist.

Als studierter Physiker (ist aber lange her ) erkenne ich jetzt nicht, was ich hinzufügen oder korrigieren könnte.

Abgesehen davon: Das Problem ist mehr als hypothetisch. Die Probanten holen sich zu genau 100% die schwarze Essenmarke. Ob man da über die Dauer des Todeskampfes diskutieren muss ?

Bernhard

 

[Alpha]

ich weiß ja nicht, aber wenn der druck rapide absinkt, dann müsste es ja laut meinem verständnis den körper sofort zerfetzen, da im vergleich zur umgebung, im körper ein relativ hoher druck herscht, das ist doch wie wenn ich einen luftballon in große höhe steigen lasse, der platz auch irgendwann

außerdem denke ich das der sauerstoff im blut sofort ausperlt und somit das blut zum "kochen" anfäng

Genau darauf wurde doch im ersten Posting schon eingegangen...

 

[Futz]

Hallo, liebe Fliegerexperten!

Ich bin bei meiner Recherche zu einer Geschichte auf Euren Faden hier gestoßen. Ich habe mir eben diese Frage gestellt und sie hier gut beantwortet gefunden. Danke dafür.

Jetzt stellt sich für mich daraus eine weitere Frage. Folgendes Szenario:
Ein Astronaut wird in einer Rakte (zum Beispiel aus dem Gemini-Projekt) ins All geschossen. Doch dort läuft etwas schief. Die Rakete explodiert und die Raumkapsel wird auseinandergerissen. Dabei kommt der Raumfahrer ums Leben und sein Körper oder seine Körperteile geraten durch Zufall in eine Erdumlaufbahn (auch wenn das sehr unwahrscheinlich ist). Unter welchen Umständen ist es denkbar, dass von seiner Leiche nach vierzig Jahren noch etwas übrig ist, und was wäre das dann?

Neugierige Grüße aus Hamburg!

Futz

 

[Togge]

Es gab den Unfall mit der Enthermetisierung von Sojus 11. Bei Tschertok (Raketen und Menschen) kann man lesen, dass die drei Kosmonauten vermutlich nach 15 bis 20 Sekunden das Bewusstsein verloren und nach 90 bis 100 Sekunden tot gewesen sind. Dabei wurde z.B. die Blutzufuhr zum Gehirn in Sekunden durch das ausperlende Gas im Blut unterbrochen. Tschertok schreibt außerdem, dass die Wirkung auf den Organismus bei einem Druckabfall innerhalb von zehn Sekunden auch aus Tierversuchen unbekannt war.

Ich vermute mal, dass ein Leichnam unter Weltraumbedingungen in kürzester Zeit das gesamte Wasser verlieren würde und dadurch mumifiziert würde.

 

[Futz]

Danke für die schnelle Antwort. Über den Unfall der Sojos 11 bin ich bei meiner Recherche auch gestolpert. Soweit ich das sehe, ist das der einzige bekannte Fall, bei dem Menschen im Weltraum gestorben sind.

In diesem Faden wird davon gesprochen, dass ein mumifizierter Körper im All starken Umwelteinflüssen ausgesetzt ist: Extreme Temperaturunterschiede und die Möglichkeit des Verglühens. Die Frage ist für mich, ob die Chance besteht, dass da nach vierzig Jahren noch was übrig ist und was das wäre. Eventuell ganze Körperteile oder nur Knoche, Zähne oder Kronen?

 

[mcnoch]

Die Frage ist für mich, ob die Chance besteht, dass da nach vierzig Jahren noch was übrig ist und was das wäre. Eventuell ganze Körperteile oder nur Knoche, Zähne oder Kronen?

Wenn es nicht in eine geostatische Bahn gelangt ist (deutlich weiter weg von der Erde als die meisten Astronauten), dann dürften etwaige menschliche Überreste längst in die tieferen Schichten der Atmosphäre abgesunken und verglüht sein. Man geht davon aus, dass ein verlorenes Teil der ISS etwa noch bis zu 15 Jahren die Erde umkreisen würde, ehe es so tief gesunken ist, dass es verglüht. Dies alles hängt aber sehr stark von diversen Faktoren ab, von der Eigengeschwinidkeit über mögliche Kollissionen bis hin zur bestimten atmosphärischen Effekten.

 

[Togge]

Eine Synchronbahn ist dafür sicher nicht erforderlich. Ein Objekt, das so 800 km über der Erdoberfläche kreist, wird dort sicher für viele Jahrzehnte bleiben. Das älteste Objekt, dass die Erde seit 1958 umkreist, ist Vanguard 1, auf einer Ellipsenbahn zwischen ca. 650 km und knapp 4000 km.

Wie lange es dauern würde, bis ein menschlicher Körper unter Weltraumbedingungen (extreme Temperaturänderungen, diverse Strahlungswirkungen) zu Staub zerfallen wäre ist wohl akademisch. Nach Erfahrungen von Archäologen überdauern Zähne und Knochen im Boden am längsten.

Was das Ausperlen von Gas im Blut angeht, gibt es da ein Missverständnis. Das Gas entsteht nicht durch das Sieden des Blutes. Was ausperlt ist also nicht Wasserdampf, sondern das im Blut gelöste Gas, also im wesentlichen Stickstoff und Sauerstoff. Das wurde auch bei der Obduktion der verunglückten Kosmonauten gefunden. Es ist der gleiche Effekt, den man beim Öffnen einer Sprudelflasche sieht, wenn gelöstes CO2 ausperlt.

 

[Turrican2k]

Es macht erhebliche Unterschiede wenn man jetzt z.b. unter irdischen Druckverhältnissen (ca. 1BAR), oder gar höhere (bis 20BAR) plötzlich dem Vakuum ausgesetzt ist als es in Raumschiffen oder Raumanzügen der Fall ist (0,2-0,5BAR). Denn dort ist der Körper ohnehin den absolut möglichst geringstem Druck ausgeliefert so das es für den Körper einfacher ist sich anzupassen und länger unter Funktion und Bewusstsein zu bleiben, sogar 2-3 Minuten überleben mit einer massiven Sauerstoffmaske wäre denkbar. Solche Sauerstoffmasken hätten so womöglich die Besatzung von Sojus11 gerettet, weil sie dann genug Zeit gehabt hätte das Leck zu finden.
Es muss ein seltsames Gefühl sein, man merkt wie man sich aufbläht und man kann nichts mehr hören weil die Luft fehlt.
Im 3. Reich gab es angeblich solche Valuum-Versuche an Menschen, um neue Anzüge für die immer besser werdenden Flugzeuge zu testen. Diese Dokumente und sogar Filmaufnahmen sind bei den damaligen Siegermächten bis heute unter Verschluss und man geht davon aus das sie stark davon profitiert haben!

Würde jedoch ein Mensch von einer Umgebung von z.b. 15BAR plötzlich im Vakuum stehen, ohne das er sich langsam geringeren Druckverhältnissen anpassen kann, würde er wirklich zerplatzen. Doch bevor er das mitbekommt ist das Gehirn von sämmtlichen Schlaganfällen völlig zerstört, wenn nicht sogar der Schädel explodiert.

 

[pok]

"Überleben mit einer massiven Sauerstoffmaske im Vakkum"

... sogar 2-3 Minuten überleben mit einer massiven Sauerstoffmaske wäre denkbar. ...

Ich bin kein Arzt, oder Fliegerarzt, als Ingenieur und ausgebildeter Sporttaucher, erlaube ich mir aber folgende Anmerkung :

Du hast zwar recht mit der erfolgten Akklimatisierung (die heutigen Astronauten schlafen deswegen vor Außeneinsätzen bei reduziertem Druck in der Schleuse). Trotzdem kann man auch mit einer massiven Sauerstoffmaske im Vakuum nicht atmen, der dann relative Überdruck im Thorax verhindert das Einatmen. Aus dem gleichen Grund sind Schnorchellängen ab 20 cm gefährlich (Der Unterdruck in der Lunge zerstört Lungenbläschen ) und ab etwa 50 cm unwirksam (Du kannst keine Luft mehr ansaugen, da die Lunge den Unterdruck nicht aufbauen kann). Wenn Du versuchen würdest das Problem mit Überdruck bei der Beatmung zu umgehen, so würdest Du ein Lungenüberdruck Barotrauma erleiden (ab 0.3 bar Überdruck). Ein Taucher der in 3 m Wassertiefe die Lunge füllt und ohne abzuatmen auftaucht, ist an der Wasseroberfläche wegen eines Lungenrisses ein Fall für den hoffentlich erfahrenen Taucharzt/Notarzt.
Die Sauerstoffmaske würde die Leidenszeit möglicherweise um einige Sekunden verlängern, handlungsfähig wird der Mann dadurch nicht wieder werden.

 

[AMX]

Wenn Du versuchen würdest das Problem mit Überdruck bei der Beatmung zu umgehen, so würdest Du ein Lungenüberdruck Barotrauma erleiden (ab 0.3 bar Überdruck).

Ich glaube mich zu erinnern, dass man nur einen O2-Druck von ~0.2 bar zum Überleben braucht.
Demnach müsste es bei Verwendung von reinem Sauerstoff möglich sein, mit einer Atemmaske im Vakuum zu überleben (rein von der Atmung her gesehen).