قرار گرفتن در خلأ فضا بدن بدون لباس فضانوردی ، واقعیت علمی در برابر تصورات هالیوودی - ارانیوز

مواجهه محافظت نشده با خلأ باعث از هم پاشیدن پوست نمی شود، زیرا ساختار سلولی قابلیت تحمل این اختلاف فشار را به خوبی دارد. اختلاف فشاری که هنگام خروج ناگهانی به خلأ ایجاد می شود تقریباً معادل یک اتمسفر است؛ فشاری که بدن غواصان در اعماق کم آب به راحتی تحمل می نماید.

استحکام ساختار پوست و پدیده تشکیل حباب های گازی

پوست و بافت های همبند انسان انعطاف پذیری فوق العاده ای دارند و ساختار عضلانی مانع از پاره شدن اعضای بیرونی در برابر افت فشار محیط می شود. دانشمندان علوم زیست پزشکی فضایی تأیید می نمایند که در صورت حذف فشار اتمسفر، پدیده ای به نام ابولیسم (ebullism) رخ می دهد که به معنای تشکیل حباب های بخار آب در مایعات بافتی است. این شرایط ممکن است به تورم موقت و افزایش حجم بدن بینجامد، اما به هیچ وجه به مکوششی شدن یا انفجار دیواره های پوست منتهی نخواهد شد.

بافت های الاستیک زیرپوستی مانند یک مخزن انعطاف پذیر عمل می نمایند و مانع از گسیختگی فیزیکی اجزای داخلی بدن در شرایط بی فشاری می شوند. مایعات میان بافتی تبخیر سطحی پیدا می نمایند و بافت ها تا حدی متورم می شوند، اما انسجام یکپارچه پوست تمام اجزای درونی را با قدرت در جای خود نگه می دارد.

جوشش مایعات داخلی و قفل شدن گردش خون

کاهش شدید فشار، نقطه جوش مایعات را تا دمای طبیعی بدن پایین می آورد و موجب تبخیر ناگهانی رطوبت سطحی می شود. در شرایط خلأ، حرارت نقشی در جوشیدن ندارد و صرفاً افت فشار است که مولکول های آب را به فاز گاز تبدیل می نماید. پمپاژ پرفشار قلب باعث می شود که شریان های اصلی فشار لازم را برای مایع ماندن خون حفظ نمایند، اما ماجرا در سیاهرگ ها و مویرگ ها کاملاً فرق دارد. در این مسیرها قفل گازی گردش خون شکل می گیرد و جریان بازگشت خون به قلب به علت تجمع حباب های بخار مسدود می شود.

آزمایش های فیزیکی نشان می دهند که یک ظرف آب در دمای معمولی اتاق با تخلیه هوای درون محفظه به سرعت آغاز به قل قل زدن می نماید. همین سازوکار در بزاق دهان، اشک چشم و رطوبت لایه های مخاطی مجاری تنفسی رخ می دهد، بدون اینکه فواره ای از خون از منافذ پوستی به بیرون پرتاب شود.

نبود انتقال حرارت و افسانه یخ زدگی در چند ثانیه

سرمای شدید فضا بدون وجود ماده واسط نمی تواند به سرعت حرارت را از بافت های گرم انسان بیرون بکشد. انجماد سریع احتیاجمند رسانش گرمایی یا جریان همرفتی است، در حالی که خلأ مطلق عاری از هرگونه مولکول هوا برای تماس مستقیم با بدن است. تبادل گرما در چنین محیطی تنها به وسیله تابش فروسرخ صورت می گیرد که روندی فوق العاده کند، بطئی و زمان بر دارد و ساعت ها طول می کشد تا دمای درونی اندام های حیاتی را به نقطه بحرانی برساند.

دمای عمیق بدن انسان به علت نبود جریان هوای متحرک در ثانیه های نخستین افت محسوسی را تجربه نمی نماید. سرمازدگی و یخ زدن اندام ها هرگز عامل اولیه مرگ در دقایق ابتدایی مواجهه با خلأ نیستند و فرد پیش از کاهش شدید دما با چالش های فیزیولوژیک دیگری دست وپنجه نرم می نماید.

افت سطح هوشیاری و معکوس شدن عملکرد ریه ها

عملکرد شش ها در شرایط نبود اکسیژن محیطی دقیقاً در جهت عکس حالت عادی عمل می نماید و خون را کاملاً بی اکسیژن می سازد. در تنفس معمولی اکسیژن از کیسه های هوایی وارد گلبول های قرمز می شود، اما در خلأ گازهای محلول در خون به درون ریه تخلیه می شوند. فردی که دچار افت ناگهانی فشار شده تنها حدود دوازده ثانیه هوشیاری مؤثر خواهد داشت و پس از آن مغز به علت رسیدن خون خالی از اکسیژن، فعالیت آگاهانه خود را به سرعت متوقف می سازد.

کوشش برای نگه داشتن نفس در لحظه کاهش فشار یک واکنش غریزی بسیار خطرناک و کشنده محسوب می شود. انبساط شدید هوای محبوس درون شش ها به پارگی آلوئول ها و ورود حباب های هوا به جریان خون شریانی می انجامد که آسیبی جبران ناپذیر به بار می آورد.

مرز میان بقا و مرگ در حوادث واقعی فضایی

سرنوشت فرد در فضای بدون فشار صرفاً به سرعت عمل تیم نجات در بازگرداندن فشار هوا بستگی دارد. در حادثه معروف اتاق خلأ هیوستون در سال 1966 لباس فضانوردی یکی از تکنسین ها دچار نشتی شد و فشار محفظه طی چند ثانیه به صفر رسید. تیم پشتیبانی پیروز شد در مدت نود ثانیه فشار اتمسفریک محفظه را بازیابی کند و فرد بدون هیچ آسیب دائمی نجات یافت. متأسفانه در مأموریت سایوز 11 شیر فشار کپسول در مدار باز شد و به علت عدم دسترسی به هوای فشرده، سه کیهان نورد جان خود را از دست دادند.

پنجره زمانی حیاتی برای نجات فرد بدون نقص عضو پایدار مغزی حداکثر بین شصت تا نود ثانیه برآورد می شود. اگر پیش از ایست کامل قلبی بازگرداندن فشار محفظه رخ دهد، حباب های بخار به سرعت ناپدید شده و بافت ها عملکرد زیستی خود را بازمی یابند.

سازوکار فیزیولوژیک باروترومای ریوی در کاهش فشار ناگهانی

تغییر ناگهانی گرادیان فشار میان بافت های داخلی و فضای بیرونی ساختار ظریف سیستم تنفسی را دستخوش شوک مکانیکی می نماید. در شرایط افت سریع فشار، گازهای حبس شده در فضاهای بسته نظیر سینوس ها، گوش میانی و ریه ها با ضریب بالایی منبسط می شوند. پزشکان هوافضا این پدیده را باروترومای ماژور می نامند؛ آسیبی که ناشی از کشش ناگهانی پارانشیم ریه و پاره شدن مویرگ های انتهایی به علت اختلاف شدید فشار داخل و خارج قفسه سینه رخ می دهد.

تخلیه غیرارادی هوای بازدمی در لحظه مواجهه، ساختار شش ها را از خطر پارگی مکانیکی و آمبولی حاد نجات می دهد. خروج هوا از دهان و بینی مانند باز شدن یک شیر اطمینان طبیعی عمل می نماید و مانع از انفجار میکروسکوپی کیسه های هوایی در قفسه سینه می شود.

تفاوت واکنش بیولوژیک در خلأ کامل و خلأ نسبی آزمایشگاهی

رفتار ارگانیسم زنده در محیط های با فشار کمتر از نقطه آرمسترانگ تفاوت چشمگیری با افت فشارهای معمولی در ارتفاعات دارد. نقطه آرمسترانگ مرزی در ارتفاع حدود 19 کیلومتری زمین است که در آن فشار به 6.3 کیلوپاسکال می رسد و مایعات بدن در دمای 37 درجه به جوشش درمی آیند. بقا در فشارهای بالاتر از این حد احتیاج به تهویه اکسیژن دارد، اما در فشارهای پایین تر تنها لباس های تحت فشار مکانیکی می توانند مانع از تبخیر مایعات فیزیولوژیک و فروپاشی رگ های سیاهرگی شوند.

فناوری های نوین لباس فضایی کوشش می نمایند با اعمال فشار مکانیکی مستقیم روی بافت ها، وزن تجهیزات سنگین گازی را کاهش دهند. این فناوری نوظهور نشان می دهد که اعمال فشار فیزیکی به لایه های بیرونی پوست، دقیقاً همان کاری را انجام می دهد که هوای اتمسفر برای زنده ماندن ما روی زمین انجام می دهد.

پیشنهاد اختصاصی سردبیر (علیرضا مجیدی)

این مقاله مجذوب کننده و جالب بود؟! پس برای خواندن این نوشته های مرتبط کلیک کنید:

• یایویی کوساما، خالق طرح های خال خالی در 97 سالگی درگذشت
• هوش مصنوعی نو گوگل برای تبدیل صوت به متن (با حذف عبارات پرنماینده مثل ام و اه)
• ساخت بزرگ ترین پایگاه فضایی دنیا در لوئیزیانا با سرمایه گذاری 100 میلیارد دلاری اسپیس ایکس
• شکستن رکورد دو 100 متر یوسین بولت به وسیله ربات انسان نما
• چگونه با روش 3 اولویت استیو جابز به بهره وری حداکثری برسیم؟
• چه بر سر وان پلاس آمد؟ چگونه قاتل پرچمدار هویت خود را از دست داد