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外太空为什么要穿宇航服?不穿宇航服的人真的会在外太空爆炸吗?

不穿宇航服的人真的会在外太空爆炸吗?

在许多动作片中,你可以看到一个被困在外太空的人在没有衣服的情况下身体如何爆炸或几乎瞬间结冰。我们检查了这些图像是否在科学上是真实的。

最著名的星际电影之一,《2001太空漫游》(1968),有一个情节 (1968年)–其中有一个场景,宇航员戴夫-鲍曼(Dave Bowman)在没有戴头盔的情况下,在减压的宇宙飞船中航行了一段时间,仍然活着。在好莱坞电影中看到相反的极端情况并不少见。在《异域地球》(1981年)中,人们发生了爆炸;在《全面回忆》(1990年)的结尾,人物的眼睛从轨道上弹出;在《火星任务》(2000年)中,摘下头盔的宇航员冻僵了;而在动作片《穿越地平线》(1997年)中,主人公开始喷出血流。让我们试着找出这些场景中哪个更接近现实。

首先,你需要了解什么是外太空的温度。人们普遍认为,按照人类的标准,太空中的寒冷是野蛮的,甚至不能与客机外的天气相比,而是与绝对零度(-273°C)相比。然而,这并不完全正确。在热力学中,温度是一定数量的物质中热能的函数,而空间根据定义没有质量。此外,热量的传递有三种方式(传导、对流、辐射),但其中前两种方式在开放空间是不可能的,因为它们需要物质的存在。对于第三种方法,即热辐射,一个人可以感受到非常不同的温度,这取决于他或她是在阳光直射下还是在阴凉处。

在现实情况下(处于国际空间站附近的开放空间),在类似轨道上运行的TechEdSat卫星的测量结果显示温度范围为-4℃至+45℃。国际空间站的船体本身可以加热到+260℃,冷却到-100℃,这取决于同一个太阳。其原因是空间站周围有气体存在–在这个高度的周围空间不能称为完全的真空,所以对流仍将进行,尽管是在有限的体积内。尽管如此,人体不可能这么快就变成一块冰。

这样的条件会如何影响一个发现自己在太空中没有太空服的人?对他来说,主要问题不是温度,而是没有正常的大气压力。如果不立即呼出这些空气,在真空中突然减压会导致肺部破裂和死亡。此外,由于环境压力的降低降低了体液的沸点,并启动了静脉血液和软组织中水蒸气的形成,这也会导致死亡。其直接后果是气体栓塞和由于血液中的气泡导致的血管堵塞。然而,血液本身永远不会沸腾,因为血管壁会使里面的压力保持在一个足以使体温低于沸点的水平,至少在心脏停止跳动之前是如此。更不应该谈论人体爆炸(爆裂)–即使是内部器官,即肺部破裂,从外面也看不出来。

来自动物实验的数据和训练事故的统计表明,一个人可以在真空中生存大约一分钟(在无意识的状态下),但不会更长。1971年,苏联宇航员Dobrovolsky、Patsaev和Volkov在联盟-11号飞船减压后死亡的案例广为人知。

大量的研究致力于研究受防护服保护的人体在长期内如何表现,但这是另一个故事。如上所示,人类在太空中–至少在最初的几分钟内–既不能爆炸,也不能冻住。

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文章名称:《外太空为什么要穿宇航服?不穿宇航服的人真的会在外太空爆炸吗?》
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