Chyby GravitaceVizuálně působivý snímek Gravitace obsahuje přece jen jistou dávku nepřesností, včetně jedněch chybějících plínek. Výčet najdete v našem článku z minulého týdne. Pozor, článek obsahuje informace o průběhu děje.  |
V diskusi pod nedávným článkem o technických problémech filmu Gravitace vypukla vášnivá diskuse nad (naštěstí spíše hypotetickým) problémem, co se stane s lidským tělem ve vesmíru. Diskutující se vytasili s řadou častých omylů, které lze ovšem poměrně snadno uvést na správnou míru. Nebudeme prozrazovat, v jaké souvislosti s Gravitací otázka padla, ale odpověď najdete na následujících řádcích.
Co tedy udělá s nechráněným lidským tělem vakuum a mezihvězdný prostor? Smrt je v brzké době nevyhnutelná, ale nepopraskají nám oční bulvy, nezměníme se během pár vteřin v kus ledu ani nás rychle neusmaží kosmické záření.
Každopádně by smrt ve vesmíru nebyla ani dlouhá, ani příjemná. Projděme si jednotlivé "způsoby smrti" v mezihvězdném prostoru jeden po druhém.
Dekomprese Nezadržovat dech!
Nepřítomnost atmosféry, tedy nulový tlak, je často zmiňovaný problém, který však ve skutečnosti není až tak vážný, jak by se mohlo zdát. Možná si vzpomínáte na filmy, kde ve vakuu postavám vylézaly doslova oči z důlků. Zřejmě to tak mělo být v důsledku náhlého poklesu tlaku, díky němuž se měly tekutiny "tlačit" z těla ven, a nakonec protrhnout tělní stěny.
Faktem však je, že naše tělní tekutiny, tedy především krev, ale i tekutina v očních bulvách, jsou uzavřené v dostatečně pružných a pevných "nádobách", které zvládnou i pokles tlaku na nulu. S klesajícím tlakem sice klesá bod varu (proto se na horách čaj uvaří při nižší teplotě), ale krev i tekutina v bulvách zůstávají v tekutém stavu, protože jejich tlak neklesne.
Samozřejmě, tekutin na povrchu těla se to netýká. V roce 1965 například došlo ve Středisku pilotovaných letů NASA (dnes Johnsonovo vesmírné středisko) k nehodě, při které byl technik testující přetlakový oděv vystaven téměř naprostému vakuu (přerušil si trubici udržující tlak v obleku). Tlak v komoře byl méně než 7 000 pascalů, běžný atmosférický tlak je zhruba 100 000 pascalů.
Dva členové amerického námořnictva se připravují na běžný nácvik dekomprese.
Prý ještě slyšel, jak mu vzduch uniká z těla, a cítil, že se mu na jazyku vaří a odpařuje voda. Nepochybně mu vyschla i sliznice v okolí očí a povrch bulv, ale žádné vážné následky z toho neměl.
Větší problém při dekompresi představuje plyn v těle. Vzduch v plicích se ve vakuu rychle rozpíná a uniká z těla. Při zadržení dechu je však výsledkem nejspíše smrtelné poranění protržením plic. Tlak může protrhnout i cévy v hrudním koši a dostat se přímo do krevního oběhu. Snaha zadržet dech je tedy v případě dekomprese rychlý rozsudek smrti.
V srpnu 1953 tak zřejmě právě proto nepřežil rychlou dekompresi v pokusné kabině 24letý Američan. Během méně než jedné sekundy byl vystaven tlaku odpovídajícímu výšce 10 kilometrů, což většina účastníků pokusu zvládla bez potíží. Mladík se však po návratu tlaku do normálu lékařům v podstatě udusil pod rukama. Měl zhroucené obě plíce a krev v hrudním koši (viz příloha III. v této zprávě).
Plyny v jiných částech těla už tak nebezpečné nejsou, tvrdí třeba manuál lékařů amerického letectva (velké PDF zde), kteří mají zkoumání následků dekomprese v popisu práce. Dojde ke zvětšení objemu střev, která mohou tlačit až na plíce a ztížit dýchání či omezit srdeční činnost (protože by se zvýšil tlak na bloudivý nerv). Nebezpečím je prasknutí bubínku, které ovšem samo o sobě není životu nebezpečné.
Nepříjemné budou i další projevy snížení tlaku, například rozpínání plynu a tekutin v podkoží, včetně např. krevních podlitin. Slavným příkladem je americký letec Joe Kittinger, který se během rekordního seskoku z výšky 31 kilometrů v roce 1960 musel potýkat s bolestí v pravé ruce. V rukavici měl totiž díru, ztratil v ní tlak a ruka bolestivě otekla. Kittinger o tom nikomu neřekl a tři hodiny po přistání mu ruka splaskla bez trvalých následků.
Joe Kittinger na začátku svého rekordního "pádu". Během něj se pohyboval ovšem v jiné poloze, nafouknutý skafandr totiž držel tvar jako při sezení, parašutista se kvůli zatížení převrátil hned po seskoku obličejem vzhůru.
Méně známý už je příklad letu raketoplánu STS-37 (osmý let raketoplán Atlantis). Jeden z členů posádky tehdy měl při vesmírné vycházce díru v rukavici, které si vůbec nevšiml. Byla to jen drobná dírka, kterou do rukavice udělal malý kovový předmět. Astronaut si události vůbec nevšiml, protože zaschlá krev a jeho ruka dírku ucpaly tak dokonale, že neztratil v rukavici tlak.
Nedostatek kyslíku Hlavní riziko
Přežít dekompresi bez zásoby kyslíku na dosah je ovšem jen nepatrný odklad. Vzhledem k tomu, že při dekompresi nelze zadržet dech, tělo (a především mozek) se velmi rychle ocitne bez kyslíku.
Letečtí lékaři říkají, že při náhlé dekompresi ve velké výšce má člověk na orientaci a záchranu života méně než deset sekund. Ve výše zmiňovaném příkladu dekomprese v NASA v roce 1965 dotyčný ztratil vědomí po zhruba 15 sekundách.
Špinavá rachotaV kosmickém prostoru to nehrozí, ale na povrchu některých těles by mohly být nebezpečné i pevné částečky poletující po okolí. Více v našem starším článku.  Zaprášený skafandr Harrisona Schmitta během letu Apollo 17 Na snímku je zaprášený skafandr Harrisona Schmitta během letu Apollo 17 na povrchu Měsíce. |
To neznamená, že by pak už nebylo pomoci. Při obnovení dodávky kyslíku se může dotyčný spontánně znovu poměrně rychle zotavit, jak ukázal právě tento a jiné příklady. Podmínkou je, aby se nezastavila srdeční činnost. I po ztrátě vědomí srdce ještě nějakou dobu bije, byť se jeho činnost samozřejmě zpomaluje.
Čas, kdy dojde k zástavě, je samozřejmě individuální. Dotyčný technik NASA v popisovaném případu z roku 1965 se probral už po 30 sekundách zcela bez následků. Pokusy se zvířaty, prováděné hlavně v poválečných letech, ukazují také, že bez následků většina z nich přežila i nedostatek kyslíku po dobu kolem 90 sekund, byť jedno zvíře nepřežilo ani 60 sekund. Některá z nich měla třeba potíže s motorikou, které někdy trvaly i hodiny až dny, ale nakonec skončila prakticky všechna bez následků.
Lékaři proto říkají, že pokud je po zhruba 60 až 90 sekundách po dekompresi obnovena dodávka kyslíku, dá se předpokládat, že srdce se nezastavilo a dotyčný bude téměř jistě v pořádku. Pokud dojde k srdeční zástavě, jsou pokusy o resuscitaci marné.
Posádka Sojuzu11 ve složení Dobrovolskij, Volkov, Pacajev
Právě to byl například osud posádky Sojuzu-11, na kterém během návratu k Zemi došlo k dekompresi. Kosmonauti se sice evidentně pokusili zachránit a nejméně několik desítek sekund byli při vědomí, ale během této doby nestihli identifikovat místo úniku. Kvůli nedostatku kyslíku (létalo se ještě bez skafandrů) pak postupně omdleli a po nějaké době se zastavila i jejich srdce. Kabina se vzduchem naplnila příliš pozdě, až po srdeční zástavě, a tak všechny pokusy o resuscitaci byly neúspěšné.
Teplota Zmrznutí se odkládá
Snad všichni víme, že teplota vesmíru je "blízká absolutní nule". Přesněji se říká, že "má teplotu" jen necelé tři Kelviny. Za to, že nejde o teplotu blízkou absolutní nule, může pozůstatek energie Velkého třesku, která se dnes rozředila na mikrovlnné reliktní záření, prostupující celým vesmírem, právě o této teplotě (přesněji je to cca 2,75 K).
Z kosmologického hlediska je to pravda. Vesmír "září" jako těleso zahřáté tři Kelviny nad absolutní nulu (zatímco Slunce jako koule zahřátá na 6 000 K). Ale z praktického hlediska vesmírný prostor v podstatě žádnou teplotu nemá. Vakuum je totiž ten nejlepší izolační materiál, jaký známe. Proto se používá v termoskách.
Skafandr musí být plně soběstačný, plnou vesmírnou si astronaut nese na zádech.
My jsme zvyklí, že teplo si v našich pozemských podmínkách mezi sebou vyměňují molekuly či atomy materiálu, a těch je ve vesmíru pomálu. Tělesa mimo atmosféru tak chladnou relativně pomalu, a to by byl případ i lidského těla v kosmu.
Výjimkou by asi byly vlhké sliznice vystavené přímo vakuu, například dýchací cesty. Ty by se velmi rychle ochladily při odpařování vody, která ve vakuu v kapalném skupenství nevydrží. A její odpařování spotřebovává teplo, které by dodávalo v tomto případě vaše tělo. V případě dýchacích cest by k rychlému ochlazení přispěl i rychlý úniku vzduchu z plic, takže jejich vysušení a zchladnutí by trvalo skutečně nanejvýš pár sekund.
Kosmický "trosečník" by nejspíše cítil i chlad na kůži, ze které by se také odpařovala volná voda. Teplotní diskomfort by ovšem rozhodně nebyl nejvážnější problém. I kdyby se ho nepodařilo zachránit, jeho tělo by si teplo udrželo dost dlouho. A dost možná by se dokonce trochu ohřálo.
Záření Příliš mnoho Slunce
Smrtelné komplikace by totiž velmi rychle mohly způsobit naopak zdroje tepla ve vesmíru. Pro kosmonauty na vesmírných procházkách představuje přehřátí obvykle větší problém než chlad. Skafandry bývají bílé i proto, aby odrážely sluneční záření.
Záběry z animovaného filmu NASA, který vysvětloval jednotlivé funkci skafandru. V této části jde o tepelnou regulaci.
Ovšem bez štítu zemské atmosféry Slunce "pálí" tak intenzivně, že by jeho energie mohla být pro lidské tělo po poměrně krátké době také smrtelná. Nebezpečné by bylo především ultrafialové záření, ale ve slunečním spektru najdeme i další složky, které poškozují buněčné tkáně, třeba tvrdé rentgenové záření. Jen několik minut na přímém slunečním světle by vedlo nejspíše k prvním popáleninám a postupně i vážnějším problémům.
A co utopení?V textu jsme nezmínili nebezpečí, se kterým se už nejméně jeden skutečný kosmonaut setkal: utopení ve skafandru. Nešťastníkem byl v tomto případě italský kosmonaut na palubě stanice ISS. Více si můžete přečíst v našem starším článku.  |
Nebezpečné by bylo i kosmické záření z jiných zdrojů, třeba vysokoenergetické kosmické záření, ale jeho vliv by se zřejmě znovu nestačil projevit. Kosmické záření zřejmě má u lidských cestovatelů do vesmíru na svědomí mírné zvýšení rizika některých zdravotních problémů (mluví se např. o šedém zákalu).
Na druhou stranu toho o účincích kosmické radiace na lidský organismus víme poměrně málo, i když dost pravděpodobně může představovat problém i při možných letech k jiným planetám naší soustavy.
Dávka záření během expozice ve volném vesmíru ovšem není taková, aby způsobila akutní nemoc z ozáření dříve, než našeho hypotetického nešťastníka zabijí jiné vlivy.
Jak jsme viděli, problémy a zranění se začnou objevovat už od prvních sekund a velmi brzy přesáhnou kritickou hranici. Pokud by se však podařilo během prvních několika desítek sekund obnovit dodávku kyslíku, žádné výrazné zdravotní následky by si člověk nejspíše neodnesl.
