Вопрос о том, можно ли замерзнуть в открытом космосе, волнует многих. Узнайте факты о космическом пространстве и его влиянии на организм человека. NOCFN
Cодержание
Вопрос о том, можно ли замерзнуть в открытом космосе, волнует многих. В кино часто показывают, как астронавты моментально покрываются льдом при выходе без скафандра. Но на самом деле, ситуация не так проста. Давайте разберемся, почему в космосе нельзя замерзнуть.
Реликтовое излучение и вакуум
Космос, находящийся вдали от звезд, заполнен реликтовым излучением с температурой около 2.7 К. Эта температура является пренебрежимо малой величиной, чтобы компенсировать тепловые потери. К тому же, теплопроводность вакуума равна нулю, но вакуум полностью пропускает излучение. Таким образом, космос не представляет собой источник холода, способного вызвать замерзание человека.
Оценка времени замерзания человека
Для оценки времени замерзания в космическом вакууме без защитного скафандра, рассмотрим параметры человека: масса m = 70 кг, площадь поверхности S = 1.9 м². Используя закон Стефана-Больцмана, можно рассчитать энергетическую светимость теплового излучения Q = εσT⁴, где σ = 5.67×10⁻⁸ Вт/(м²⋅К⁴), а ε - излучательная способность.
Для расчетов примем ε = 0.9, что соответствует голому человеку. Посчитаем, за какое время человек может превратиться в глыбу льда с температурой T₁= 0 °C (или 273.15 K) при начальной температуре T₀ = 36.6 °C (или 309.75 K) при условии, что он на 80% состоит из воды.
Изменение тепловой энергии человека оценим из ΔQ₀ = cm(Т₀ - T₁) с дополнением (Lm) энергии для полного оледенения. Время охлаждения человека от Т₀ до T₁ оценим из приближения t = ΔQ₀/, где
= S⋅[Q(Т₀) + Q(T₁)]/2.
Результаты расчета
Подставив нужные параметры в формулы, получаем, что время охлаждения человека от начальной температуры до температуры замерзания составляет примерно 20 минут.
Важно отметить, что в расчетах не рассмотрены медицинские проблемы, связанные с кожным покровом человека в вакууме и интенсивным испарением влаги с кожи, которые могут быть дополнительным источником охлаждения тела.
Тепловая машина и охлаждение
Кроме тепловых потерь, необходимо учесть и тепловую машину человека. Человеческий организм потребляет около 2.5 ккал в день, что соответствует 120 Вт мощности. При наличии окружающей среды с температурой реликтового излучения и отсутствием возможности компенсации тепловых потерь, организм человека, как тепловая машина, не сможет поддерживать свою работу и сломается через 20 минут.
Таким образом, в космосе нельзя замерзнуть из-за отсутствия источника холода. Однако, отсутствие воздуха и кислорода являются более опасными факторами, которые могут привести к гораздо более быстрой смерти в космическом пространстве без скафандра.
