Überleben im Vakuum ohne Schutzausrüstung

[pollux83]

Viel Luftvolumen, hoher Druckunterschied und Nähe zum Loch sind ganz schlecht, wenn man nicht hinausgeblasen werden will. Das Ganze ist also tatsächlich von vielen Faktoren abhängig.
Beim Flugzeug mussten die Mythbusters ja auch kräftig übertreiben, um eine explosive Dekompression zu erzeugen.

[Spocky]

Hallo allseits,

ich habe mich schon oft gefragt, ob es wirklich diesen alles aus einem Hangar oder Frachtraum heraussaugenden Sog gibt bzw. welche Kraft dafür verantwortlich sein soll.

Wir kennen dieses Phänomen aus Skorpion, Voyager, als man die Borg ins All "spült" oder aber aus diversen TNG-Folgen, in denen sich Crewmitglieder noch so eben festhalten können.


Für jede Antwort sei gedankt!

Also wenn du schon TNG erwähnst, dann solltest du auch nicht von einem Sog sprechen, denn Data sagt ja eindeutig "rausgeblasen"

[CM86]

Hallo, haben diesen thread gerade beim googlen gefunden und finde ihn sehr spannend.




angenommen ein Mensch wird ohne Schutzanzug aus einer Luftschleuse geworfen:

*Luft würde schnell aus der Lunge entweichen, dabei expandieren und extrem abkühlen
*vermutlich mechanische Schäden an Schleimhäuten und v.a. Lungengewebe
*eventuell kleine lokale Erfrierungen durch dass entweichen unterkühlter Atemluft

*recht starkes aufblähen des ganzen Körpers durch den Unterdruck
*vermutlich wäre die komplette Haut bald ein einziger Bluterguss (bei einem Knutschfleck wird wohl kein volles bar Unterdruck aufgebracht)
*blutrote Augen; platzen aller Äderchen im Auge und auf der Haut

* klar ist was mit Speichel, Tränenflüssigkeit und blutende Stellen, die dem Vakuum ausgesetzt sind geschieht. Das ergiebt sich aus dem Trippelpunkt des Wassers. Bei weniger als 0,006bar Umgebungsdruck kochen/sieden/verdampfen sie sofort.
*vermutlich würde recht starkes bluten von Lungengewebe, Augenhöhle, Schleimhäuten und aus dem After gefolgt von kochen/sieden/verdampfen einsetzen und dabei und immer mehr Wasser an das Vakuum abgeben
*selbiges geschieht dann gemächlicher auch auf der gesamten Außenhaut
*eventuell vorhandenes Eis sublimiert dann ebenfalls in seine Gasform, ohne zuvor flüssig zu werden.
* der Körper würde dampfend aus allen Körperöffnungen durchs All treiben und dabei vollständig vakuumgetrocknet und ca. 70% leichter (quasi wie ein winziger Komet)

---->Die Frage wäre wie dramatisch das Ganze abliefe? dramatisch blubbernd und mit starker Ausgasung oder recht gemächlich dampfend


*Schlagartiges Einsetzen der Taucherkrankheit, Ausperlen von Stickstoff im Blut, Embolien; Bewusstlosigkeit durch Stickstoffnarkose bereits nach 10-15 Sekunden (laut Nasa)
*Todesursache wäre dann wohl Sauerstoffmangel des Gehirns nach 3 Minuten oder direkt durch den Schock.
*Wenn die Person zuvor geborgen würde, ist wohl die Frage wie schwer die Verletzungen, v.a. des Lungengewebes sind.



->Zum Thema luft anhalten:
Warum sollte ein Luft anhalten nicht möglich sein? 1 bar Druck sind nicht so extrem viel. Ein Mensch sollte sich doch Mund und Nase zuhalten können?
Ein Taucher in 10m Tiefe, bei 1bar Überdruck kann jedenfalls locker seinen Atmungsapperat mit Luft gefüllt lassen.




was haltet ihr davon?

[xanrof]

Hi CM86,

erstmal willkommen im Forum!

So, zu deinen Fragen: Falls noch nicht geschehen, bitte lies zuerst den Post #1 in diesem Thread.
Da werden schon einige deiner Fragen erklärt.

Falls dich das nicht zufrieden stellt, und dich die englischen Sprache nicht abschreckt, dann würde ich dich gerne auf meine Webseite einladen.
Es gibt einen Essay, der die Thematik sehr viel ausführlicher behandelt:

http://www.novum-somnium.com/survival-in-vacuum/

Einige Punkte nochmal in Kurzform:
Du hast schon vieles richtig dargestellt, leider ist vieles aber auch falsch.
+ Es gibt kein Aufblähen durch den "Unterdruck". Nicht vergessen: Flüssigkeiten dehnen sich nicht aus wie Gase.
Ja, es gibt ein Aufblähen, aber da platzt nichts, weder auf der Haut noch im Auge. (Bei einem Knutschfleck geht es nicht um allg Unterdruck, sondern um ein lokales Phänomen, letztlich ein Zermalmen der Hautpartienl zwischen den Lippen)

*vermutlich würde recht starkes bluten von Lungengewebe, Augenhöhle, Schleimhäuten und aus dem After gefolgt von kochen/sieden/verdampfen einsetzen und dabei und immer mehr Wasser an das Vakuum abgeben
*selbiges geschieht dann gemächlicher auch auf der gesamten Außenhaut

Keine Ahnung, woher du diesen Quark hast, aber es ist Blödsinn.
Ja, Wassermoleküle würden aus dem Gewebe verdampfen, aber das führt nur zu einer steten Mumifizierung.
Um es klar zu sagen: Man stirbt, aber ohne Herzschlag kein Überdruck im Blutsystem.
Kurz: Tote bluten nicht.

ff



Also, vollständige ANTWORT:

Im Falle einer explosiven Dekompression:

+ man kann verletzt werden
+ SOFORT ausatmen, oder man ist tot (Wiederbelebung nach einigen Minuten möglich)
+ ansonsten wie bei einer langsamen Dekompression

Bei langsamer Dekompression:

gefühlte Unterkühlung
Bewustlosigkeit nach 10-15 Sekunden
Blutdruck null nach 2 Minuten
Letztes Herzzucken nach 5-7 Minuten (Herzzucken heißt nicht, dass noch Blutdruck da ist, aber man kann noch wiederbelebt werden, aber nach einigen Minuten allerletzte Chance der Wiederbelebung)
Körper schwillt an, ist aber reversibel
Kein kochendes Blut
Keine explodierenden Körperteile
Kein spontanes Einfrieren
Körper bleibt warm und das Zellwasser verdampft langsam

=> langsame Mumifizierung über sehr lange Zeit

>Zum Thema luft anhalten:
Warum sollte ein Luft anhalten nicht möglich sein? 1 bar Druck sind nicht so extrem viel. Ein Mensch sollte sich doch Mund und Nase zuhalten können?
Ein Taucher in 10m Tiefe, bei 1bar Überdruck kann jedenfalls locker seinen Atmungsapperat mit Luft gefüllt lassen.

Antwort: wenn du 1, 2, 3 mal nießen musst, passiert dir nicht viel.
Wenn du diesem Zustand (des Nießens) aber über mehrere Minuten konstant aufrecht erhalten müsstest, dann würdest du sterben.
(Ich meine nicht tausend mal nießen in vielleicht ein paar Sekunden, sondern den konstanten Überdruck). Es geht um den konstanten, steten Übertritt von Blut von einer Phase in die andere.



Wenn du noch Fragen hast, nur zu, ich helfe gerne beim Erkären.

[CM86]

hi,

ok sehe heute meinen gestrigen beitrag ebenfalls als extrem übertrieben an.
nicht jedoch dich die Grundlagen meiner thesen.

Mal angenommen ich werfe einen lebenden Menschen, ein frisch gschlachtetes Schwein, oder einen kompakten 10Kubikmeter Wassereisklotz durch die Luftschleuse.
In jedem fall verflüchtigt sich sämtliches Wasser ziemlich schnell in seine Gasform und der jeweilige körper trocknet aus, bzw der Eisklotz verschwindet.
(Das Ergibt sich zwingend aus dem Trippelpunktdiagramm des Wassers)

Bei den gegebenen Größen sogar recht schnell.

Ja, bin auch der Meinung dass ein Menschlicher Körper dem 1bar Druckunterschied des Vakuums einiges entgegenzustemmen hat, er sehr schnell bewusslos und als erste Todesursache durch Sauerstoffmangel stirbt.

Aber von der ersten Sekunde ist jede Pore und jedes bischen speichel, augenflüssigkeit, blut und co. an der Körperoberfläche am verdampfen und wird allein durch sogwirkung von innen ersetzt, was dann wiederum verdampft.
Sicher muss dass nicht heißen, dass ein Menschlicher körper in einem dampfenden Kometen enden muss, aber lange (wie lang auch immer; Minuten vielleicht nicht, aber einige Stunden oder Tage) könnte er kein Wasser halten. Darum gibt es auch keine 1 oder 10Meter Kometen in Erdnähe.

Interessant ist das es eine Art Wassereisgrenze im Sonnensystem gibt, die mitten durch den Asteoridengürtel geht. Weiter innen (Vesta-Orbit) erhitzt die Sonne jeden Körper, der zumindest gelegentlich der Sonne ausgesetzt ist zu stark um dort ein Vorkommen von Wassereis zu ermöglichen. Weiter außen (Ceres-Orbit) sind die meisten Körper dagegen von Wassereis übersäht (äußere Asteoriden, die meisten Monde der äußeren Planeten). Wassereis bedeckte Körper, die auf elyptischen Umlaufbahnen beide Gebiete passieren, sind, oder verhalten sich wie Kometen in Sonnennähe.
*dies gilt nur für Körper OHNE Atmosphäre (also alle außer Erde und Mars)
*dies gilt auch nicht für tiefe Krater, die niemals vom Sonnenlicht beschienen werden (Polarregionen auf Erdmond, evtll. Merkur)

Ein großes Problem habe ich mit den 10-15 Sekunden bis zur bewusstlosigkeit.? Aber-Wiso? Stckstoffnarkose müsste ausscheiden, Apnoe-Taucher tauchen mit druckluft-schlitten aus bis zu 200 Meter tiefe in kürzester zeit auf und werden nicht bewusstlos.....

Zum aufblähen im Vakuum....

Joe Kittinger sprang 1960 aus über 30km (Felix-Baumgartner-like) mit dem Fallschirm aus einer Ballonkabine. Bei Aufstieg verlor er einen Handschuh, was er der Bodenkontrolle verheimlichte um nicht abbrechen zu müssen. Das Ergebniss war ein extremes Anschwellen seiner betroffenen Hand
Dass Flüssikeiten kaum zu kompressieren sind ist vollkommen irrelevant. Flüssigkeiten zur expansion bzw zum verdampfen zu veranlassen ist dagegen ziemlich einfach....

mfg cm

[Wolf4310]

Aber von der ersten Sekunde ist jede Pore und jedes bischen speichel, augenflüssigkeit, blut und co. an der Körperoberfläche am verdampfen und wird allein durch sogwirkung von innen ersetzt, was dann wiederum verdampft.

Jede Flüssigkeit auf der Körperoberfläche die dem Vakuum ausgesetzt ist verdampft, Blut befindet sich normalerweise nicht auf der Körperoberfläche.

Sicher muss dass nicht heißen, dass ein Menschlicher körper in einem dampfenden Kometen enden muss, aber lange (wie lang auch immer; Minuten vielleicht nicht, aber einige Stunden oder Tage) könnte er kein Wasser halten.

Eher Wochen, Monate, Jahre. Verdampfende Flüssigkeit entzieht dem Körper auch Wärme, d.h. die Körperoberfläche wird sehr schnell einfrieren, wodurch weniger Flüssigkeit an der Oberfläche verdampfen kann.

Ein großes Problem habe ich mit den 10-15 Sekunden bis zur bewusstlosigkeit.? Aber-Wiso? Stckstoffnarkose müsste ausscheiden, Apnoe-Taucher tauchen mit druckluft-schlitten aus bis zu 200 Meter tiefe in kürzester zeit auf und werden nicht bewusstlos.....

Apnoe-Taucher bereiten sich auf den Tauchgang vor und haben Luft in der Lunge.
Ohne Luft in der Lunge nimmt das Blut in der Lunge auch keinen Sauerstoff mehr auf

Joe Kittinger sprang 1960 aus über 30km (Felix-Baumgartner-like) mit dem Fallschirm aus einer Ballonkabine. Bei Aufstieg verlor er einen Handschuh, was er der Bodenkontrolle verheimlichte um nicht abbrechen zu müssen. Das Ergebniss war ein extremes Anschwellen seiner betroffenen Hand

Was du dabei übersiehst ist daß Kittinger einen Druckanzug trug und nur die Hand einem geringeren Druck ausgesetzt war.
Das die Hand anschwoll lag nicht daran das Flüssigkeiten expandierten, sondern das der restlichen Körper einem höheren Druck ausgesetzt war, dadurch wurde einfach mehr Flüssigkeit in die Hand gedrückt. So wie wenn man versuch einen Luftballon mit den Händen zusammenzudrücken, sich die Stellen des Ballons die die Hände nicht bedecken ausdehnen. Die Luft im Ballon expandiert dabei nicht, sie wird nur anders verteilt

[pollux83]

Also bei der Zeit bis zur Bewusstlosigkeit kann man sich streiten. Im Vakuum wird die gesamte Luft aus den Lungen gesaugt. Der Körper kann den Restsauerstoff also nicht nutzen und verliert dazu noch weitere Luft über die Lungen. Bei einem Normalbürger dürften die Zahlen durchaus hinkommen. Das Gehirn ist sehr sauerstoffhungrig und was bei Sauerstoffmangel passiert kann jeder bei einem Schlaganfall sehen. Apnoetaucher können aber besonders lange ohne neuen Sauerstoff auskommen. Bei solchen Leuten dauert es wahrscheinlich mehrere Sekunden länger, bis sie ohnmächtig werden.

[xanrof]

Mal angenommen ich werfe einen lebenden Menschen, ein frisch gschlachtetes Schwein, oder einen kompakten 10Kubikmeter Wassereisklotz durch die Luftschleuse.
In jedem fall verflüchtigt sich sämtliches Wasser ziemlich schnell in seine Gasform und der jeweilige körper trocknet aus, bzw der Eisklotz verschwindet.
(Das Ergibt sich zwingend aus dem Trippelpunktdiagramm des Wassers)
Bei den gegebenen Größen sogar recht schnell.

Was ist "ziemlich" oder "recht" schnell?
Wolf4310 hat völlig Recht, das hängt von der Oberfläche ab. Die Daten sind übrigens durch einige (ethisch durchaus fragwürdige) Experiemente in den 1950ern und ff bestätigt, als die NASA Astronauten trainierte.

Übrigens: Das PT-Diagramm für Wasser zeigt den Gleichgewichtszustand für ein gegebenes P,T an, aber nicht, wie schnell dieses Gleichgewicht erreicht wird.

Aber von der ersten Sekunde ist jede Pore und jedes bischen speichel, augenflüssigkeit, blut und co. an der Körperoberfläche am verdampfen und wird allein durch sogwirkung von innen ersetzt, was dann wiederum verdampft.
Sicher muss dass nicht heißen, dass ein Menschlicher körper in einem dampfenden Kometen enden muss, aber lange (wie lang auch immer; Minuten vielleicht nicht, aber einige Stunden oder Tage) könnte er kein Wasser halten.

Es gibt keine "Sogwirkung von Innen". Wasser, das in flüssiger Form schon AUF der Haut vorliegt (Schweiss), verdampft in der Tat sofort. Das meiste Wasser liegt aber in den Zellen vor, und die H2O-Moleküle der alleräußersten Zellen müssen erstmal durch die Zellwände hindurch diffundieren. Dannach müssen alle weiteren Moleküle von innen heraus durch die weiter außen liegenden und schon getrockneten (dichten) Zellen hindurch. Das dauert alles

Nach 2 Minuten stoppt das Herz, nach 5-7 Minuten vergeht jede Chance auf Wiederbelebung (basierend auf NASA-Daten).
Aber ich habe in meinem Artikel bewusst nicht geschrieben, wie lange es dauert, bis ein Mensch eine völlig vertrocknete Mumie ist.
Ich würde aber eher auf Tage spekulieren, bis die Haut durchgetrocknet ist, und einige Wochen, bis auch der letzte Rest Wasser aus den Innereien heraus ist.

Ein großes Problem habe ich mit den 10-15 Sekunden bis zur bewusstlosigkeit.? Aber-Wiso? Stckstoffnarkose müsste ausscheiden, Apnoe-Taucher tauchen mit druckluft-schlitten aus bis zu 200 Meter tiefe in kürzester zeit auf und werden nicht bewusstlos....

.
Hab ich doch deutlich geschrieben:

Fuer den Fall eines Druckverlustes innerhalb von 10 Sekunden geben die meisten Quellen (u.a. Bioastronautics Data Book, 2nd Ed., 1973, oder Landis, 2007) an, dass ein trainierter Mensch zirka 10 Sekunden (Maximum 15 Sekunden) bei Bewustsein bleibt - mit abnehmender Reaktionsfaehigkeit. Bei einem explosiven Druckverlust halbiert sich diese Zeit durch den Adrenalinshock und den damit verbundenen rasenden Anstieg der Herzfrequenz. Hintergrund ist das Ausgasen von Sauerstoff aus dem Blut in die (evakuierten) Lungen. Dieser Sauerstoff fehlt dann sehr schnell im Gehirn. Daher der schnelle Bewustseinsverlust, obwohl man auf der Erde die Luft viel laenger "anhalten" koennte.

Zum aufblähen im Vakuum....
Joe Kittinger sprang 1960 aus über 30km (Felix-Baumgartner-like) mit dem Fallschirm aus einer Ballonkabine. Bei Aufstieg verlor er einen Handschuh, was er der Bodenkontrolle verheimlichte um nicht abbrechen zu müssen. Das Ergebniss war ein extremes Anschwellen seiner betroffenen Hand
Dass Flüssikeiten kaum zu kompressieren sind ist vollkommen irrelevant. Flüssigkeiten zur expansion bzw zum verdampfen zu veranlassen ist dagegen ziemlich einfach....

Auch hier: hab ich doch deutlich geschrieben:

Eine weitere, haeufig beobachtete Folge ist die Anschwellung des Koerpers durch die Bildung von Wasserdampf unter der Haut. Das Volumen kann dabei bis auf das Zweifache zunehmen. Dies wurde mehrfach an Menschen beobachtet und durch Experimente mit synthetischen Materialien bestaetigt. Die Zaehigkeit der Haut verhindert jedoch in jedem Fall ein Platzen des Koerpers, egal an welcher Stelle. (Ivanov et al., 1960, in: "Decompression Phenomena in the Human Body in Conditions of Extremely Low Atmospheric Pressure", sowie Parker & West (Ed., 1973): Bioastronautic Data Book). Dieses Anschwellen ist vollkommen reversibel und hat keine weiteren Folgen.

Zusatz: wem ein VOLUMENanstieg auf das zweifache viel vorkommt, der muss sich nur mal nen verstauchten Knöchel ansehen. Um bei einer Kugel einen Volumenanstieg auf das Doppelte zu erreichen, muss man den Radius nur um 26% erhöhen, also zB von 4 auf 5 cm. Ein ordentlich angeschwollener Knöchel dürfte sehr viel mehr als nur das Doppelte erreichen.

[Sternenkreuzer]

Übrigens in dem Buch Space War Blues kommen australische Ureinwohner vor die ohne Schutz im Weltraum überleben können. Habe von dem Buch bis jetzt aber nur einen kleinen Teil gelesen. Derartige Ideen hatten damals in den 70ern evtl eine politische gesellsch. Aussage.

[Spocky]

Also bei der Zeit bis zur Bewusstlosigkeit kann man sich streiten. Im Vakuum wird die gesamte Luft aus den Lungen gesaugt. Der Körper kann den Restsauerstoff also nicht nutzen und verliert dazu noch weitere Luft über die Lungen. Bei einem Normalbürger dürften die Zahlen durchaus hinkommen. Das Gehirn ist sehr sauerstoffhungrig und was bei Sauerstoffmangel passiert kann jeder bei einem Schlaganfall sehen. Apnoetaucher können aber besonders lange ohne neuen Sauerstoff auskommen. Bei solchen Leuten dauert es wahrscheinlich mehrere Sekunden länger, bis sie ohnmächtig werden.

Es gibt Menschen, die können Wärmflschen aufblasen und zum Platzen bringen. Mindestens bei denen zieht auch das Vakuum die Luft nicht aus den Lungen, so lange sie bei Bewusstsein sind

[pollux83]

Es gibt Menschen, die können Wärmflschen aufblasen und zum Platzen bringen. Mindestens bei denen zieht auch das Vakuum die Luft nicht aus den Lungen, so lange sie bei Bewusstsein sind

DU setzt die Kraft von Druck mit der Kraft von Unterdruck gleich. Das darf man aber nicht. Wenn du die Luft in deinen Lungen behalten möchtest, dann musst du Nase und Mund oder die Luftröhre luftdicht verschließen. Ich glaube nicht, dass das funktionieren wird (höchstens mit etwas Restluft). Da bringt dir eine starke Muskulatur zum Wärmflaschenaufblasen auch nichts.

[Wolf4310]

Das Problem ist weniger die Luft im Vakuum anhalten zu können, sondern die Folgen wenn man es macht und Menschen die Wärmflaschen durch aufblasen zum platzen bringen können, dürften da deutlich im Vorteil sein.

Und warum sollte Unterdruck stärker sein als Druck?

[Spocky]

Das Problem ist weniger die Luft im Vakuum anhalten zu können, sondern die Folgen wenn man es macht und Menschen die Wärmflaschen durch aufblasen zum platzen bringen können, dürften da deutlich im Vorteil sein.

Warum sollte der Luftdruckunterschied Menschen schon zum Platzen bringen? Taucher, die vorher in 100 Metern Tiefe waren und ohne Druckausgleich aufsteigen, platzen ja auch nicht und da dürfte der Druckunterschied größer sein. Das Problem ist da ein ganz anderes.

[Wolf4310]

Warum sollte der Luftdruckunterschied Menschen schon zum Platzen bringen? Taucher, die vorher in 100 Metern Tiefe waren und ohne Druckausgleich aufsteigen, platzen ja auch nicht und da dürfte der Druckunterschied größer sein. Das Problem ist da ein ganz anderes.

Wenn ein Taucher aus 100m Tiefe ohne auszuatmen auftaucht, platzt ihm ganz sicher die Lunge (Gerätetaucher mit Pressluftflasche), das auftauchen aus einem Meter Tiefe ohne auszuatmen kann schon zum Lungenriss führen, bzw Druckdifferenzen von 0,1 bar.
Flüssigkeiten expandieren nicht bzw nur unwesentlich bei Unterdurck, Gase dagegen sehr wohl.
Bei Apnoetauchern ist das kein Problem, weil sie in 100m Tiefe logischerweise keine zusätzliche Luft einatmen. Auf dem Weg nach unten wird die Luft komprimiert und auf dem Weg nach oben expandiert sie wieder auf Normalvolumen, d.h. der Apnoetaucher kommt mit den selben 4 Litern Luft wieder hoch, mit denen er getaucht ist, der Gerätetaucher dagegen kommt mit einem vielfachen der 4 Litern die bei Normaldruck in seine Lunge passen oben an, bei 100m Tiefe müssten das, wenn mich da jetzt nicht total vertue, 40 Liter sein ( Liter x Druck)

Das ein Mensch platzen würde hab ich nicht behauptet.

[xanrof]

Wenn ein Taucher aus 100m Tiefe ohne auszuatmen auftaucht, platzt ihm ganz sicher die Lunge (Gerätetaucher mit Pressluftflasche), das auftauchen aus einem Meter Tiefe ohne auszuatmen kann schon zum Lungenriss führen, bzw Druckdifferenzen von 0,1 bar.
Flüssigkeiten expandieren nicht bzw nur unwesentlich bei Unterdurck, Gase dagegen sehr wohl.

Wobei das "Platzen der Lunge" darin besteht, dass es schon früh auf mikro-zellularer Ebene Risse im Lungengewebe gibt. Dadurch entlastet sich der Druck und es kommt nicht zu einem regelrechten Bersten, sondern zu einem langsamen Zerreissen. Die Gefährlichkeit besteht i.w. darin, dass dann Gase in den Blutkreislauf gelangen und eine Embolie auslösen.

Zu den Druckunterschieden hier eine Grafik aus meinem Blog: