Tod im Vakuum

Was     passiert     bei     explosiver     Dekompression?     Wenn     also     der Umgebungsdruck   in   einem   Augenblick   von,   für   menschliche   Körper angenehmen, 1 Bar auf 0 Bar sinkt. Dies   ist   eine   Frage,   die   auch   die   NASA   beschäftigt   und   die   bisher   nur hypothetische   Antworten   kennt.   Denn   testen   kann   und   will   man   das nicht. Weder am Menschen noch an einem Tier. Wir     können     uns     der     Antwort     jedoch     annähern,     wenn     wir physikalisches und medizinisches Wissen kombinieren. Nehmen wir erst einmal die Physik. Bei     einem     Luftdruck     von     1     Bar     wirken     10     Newton     pro Quadratzentimeter   Körperfläche.   Hat   ein   Körper   eine   Oberfläche   von 2     Quadratmeter     ist     er     einem     Gesamtdruck     von     20     Tonnen ausgesetzt.    In    200    Meter    Wassertiefe,    das    ist    eine    normale Arbeitstiefe von Offshore Tauchern, wären es 420 Tonnen. Kommt    es    bei    einem    Umgebungsdruck    von    51    Bar    zu    einer explosiven    Dekompression,    bleibt    von    organischen    Körpern    nicht mehr    viel    übrig.    Selbst    Stahl    bekommt    bei    solchen    Kräften erhebliche Probleme. Das   bedeutet,   dass   die   Todesursache   im   Vakuum   direkt   abhängig   ist, vom zuvor herrschenden Umgebungsdruck. Erfolgt   der   Druckverlust   in   einem   Raumanzug,   in   dem   normalerweise nicht   mehr   als   0,3   Bar   Druck   herrschen,   sind   die   mechanischen Kräfte    wesentlich    geringer,    als    im    Fall    von    Raumstationen    oder Raumschiffen, in denen 1 Bar Druck herrscht. Diese   mechanischen   Kräfte   sind   es,   die   am   und   im   Körper   Schäden verursachen.    Diese    betreffen    in    erster    Linie    alle    luftgefüllten Körperhöhlen.     Dies     wären     Mittelohr,     Kieferhöhle,     Stirnhöhle, Keilbeinhöhle, Warzenfortsatzzellen, Lunge, Magen, Darm. Mögliche   Verletzungen   sind   Trommelfellriss,   Lungenriss,   Bruch   von Kieferhöhle   mit   Folgebruch   von   Jochbein   und   Rupturen   in   Magen   und Darm. Womit wir die spontan eintretenden Verletzungen in etwa hätten. Weiterhin    kommt    es    zur    Dekompression    von    Stickstoff.    Dieses Hauptgas   unserer   Atemluft   ist   eine   Art   Füllgas.   Es   hat   im   Körper keinen    Zweck,    wird    aber    im    Gewebe    gespeichert.    Wie    viel    im Gewebe   gespeichert   wird,   ist   abhängig   vom   Umgebungsdruck.   Je höher dieser ist, desto mehr Stickstoff haben wir im Körpergewebe. Der    Körper    ist    jedoch    nicht    in    der    Lage,    Stickstoff    spontan abzugeben.   Es   geschieht   eher   langsam   und   je   nach   Gewebe   mit unterschiedlichem   Tempo.   Bei   einer   explosiven   Dekompression   wird der   Blutkreislauf   in   kurzer   Zeit   mit   Stickstoff   geradezu   überladen. Dies    führt,    in    Verbindung    mit    den    Gerinnungseigenschaften    des Blutes,   zu   Pfropfbildungen,   die   zum   Gefäßverschluss   führen   können. Die   Folge   können   Nervenschäden   sein,   bis   hin   zu   Schlaganfall   und Querschnittslähmung. Eine      weitere      Folge      der      Dekompression      ist,      dass      der Sauerstoffpartialdruck   drastisch   reduziert   wird.   Und   dieser   Aspekt   ist von besonderer Bedeutung. Denn   für   das   Verspüren   eines   Atemreizes   ist   nicht   der   Mangel   an Sauerstoff   schuld,   sondern   ein   Überschuss   an   Kohlendioxid.   Je   mehr Kohlendioxid im Blut ist, desto stärker ist der Atemreiz. Beim   Anhalten   der   Luft   steigt   der   Kohlendioxidanteil   (-pegel)   bei gleichzeitigem Absinken des Sauerstoffanteils (-pegel). Erreicht    der    Kohlendioxidpegel    die    sogenannte    Atemreizschwelle, spüren     wir     einen     Drang     zum     Einatmen,     der     sehr     schnell schmerzhaftes   Niveau   erreicht,   bis   man   ein   Einatmen   nicht   mehr verhindern kann. Sinkt   aber   der   Sauerstoffpegel   während   des   Luftanhaltens   unter   die sogenannte      Blackoutschwelle,      kommt      es      übergangslos      zu Bewusstlosigkeit. Für   das   Tauchen   in   Schwimmbädern   stellt   dies   ein   erhebliches   Risiko dar,   wenn   jemand   mit   Gewalt   versucht,   noch   den   letzten   Meter   zum Beckenrand    zu    schaffen.    Eine    plötzlich    unter    Wasser    eintretende Bewusstlosigkeit führt ohne externe Hilfe mit Sicherheit zum Tod! Der      kritisch      niedrige      Sauerstoffpegel      kann      jedoch      auch unterschritten    werden,    wenn    bei    einem    rapiden    Druckabfall    der Sauerstoffpartialdruck drastisch absinkt. Dies   ist   eine   der   Gefahren   beim   Tieftauchen.   Über   Wasser   hat   der Sauerstoffpartialdruck   einen   Wert   von   0,21   Bar.   In   50   Meter   Tiefe sind    es    1,26    Bar.    Unter    diesem    Druck    liegt    auch    ein    geringer Sauerstoffanteil noch deutlich über der Blackoutschwelle. Beim   Auftauchen   reduziert   sich   der   Sauerstoffpartialdruck   jedoch wieder    auf    0,21    Bar.    Hierbei    kann    die    Blackoutschwelle    plötzlich unterschritten     werden.     Man     könnte     auch     sagen,     dass     der Sauerstoffpartialdruck praktisch zusammenbricht. Bei   der   Dekompression   im   Vakuum   ist   dies   ebenso   der   Fall.   Und   dies bedeutet,   dass   die   Blackoutschwelle   erreicht   wird,   noch   bevor   es   zu einem Atemreiz kommt. Solange    es    noch    niemand    erlebt    hat,    kann    niemand    darüber berichten,   wie   es   sich   anfühlt.   Jedoch   können   wir   einige   Annahmen machen, die sich wieder auf physikalische Fakten beziehen. Obwohl   der   Weltraum   eine   Temperatur   von   3   Grad   Kelvin   (-270 Grad)   hat,   wird   man   keine   Kälte   spüren.   Denn   es   gibt   nichts,   was   die Kälte   übertragen   kann.   Man   fühlt   keine   kalte   Luft,   die   über   die   Haut streicht.   Es   gibt   nichts,   was   dem   Körper   mittels   Konduktion   Wärme entziehen könnte. Ein   Gefühl   des   Erfrierens   kann   man   also,   zumindest   für   die   ersten Momente, ausschließen. Sicherlich   beginnt   das   Wasser   im   Blut   zu   sieden.   Denn   bei   einem Umgebungsdruck   von   0   Bar   liegt   der   Siedepunkt   von   Wasser   deutlich unterhalb   von   37   Grad.   Nur   wird   auch   dies   nicht   spontan   geschehen und   es   wird   auch   nicht   mit   “kochen”   vergleichbar   sein.   Solange   der Körper   noch   über   einen   nennenswerten   Blutdruck   verfügt,   wird   das Sieden   nicht   einsetzen.   Und   wenn   es   das   tut,   wird   es   keine   Hitze erzeugen,    sondern    Gase.    Und    diese    werden    sich    zum    Stickstoff gesellen   und   dabei   helfen,   Gefäße   zu   verstopfen.   Aber   all   dies   wird erst relevant, nachdem man das Bewusstsein verloren hat. Falls    das    Trommelfell    reißt,    was    nur    zu    erwarten    ist,    wenn    der Ausgangsdruck   mindestens   0,3   Bar   war,   entsteht   spontan   Übelkeit und Drehschwindel. Falls    man    eingeatmet    hat    und    die    Luft    anhält,    entsteht    ein Lungenriss.   Je   mehr   Luft   in   der   Lunge   ist,   desto   stärker   werden   die Verletzungen    sein.    Große    Schmerzen    wird    das    nicht    erzeugen, insbesondere    auch    deswegen,    weil    es    im    Vakuum    zu    einer    Art Zwangsausatmung   kommen   wird   und   ohne   Druck   in   der   Lunge   diese auch kaum noch Schmerzen generiert. Die   Zwangsausatmung   entsteht   dadurch,   dass   der   Überdruck   in   der Lunge,   aufgrund   des   fehlenden   Umgebungsdrucks,   höher   ist,   als   die Kraft   der   Kehlkopfmuskulatur,   die   beim   Luftanhalten   die   Luftröhre abdichtet. Also,   die   ersten   10   bis   30   Sekunden   wird   man   weder   frieren   noch nennenswerte   Schmerzen   haben.   Wie   lange   es   nun,   aufgrund   des zusammenbrechenden   Sauerstoffpartialdrucks,   aber   dauern   wird,   bis man   bewusstlos   wird,   kann   man   nicht   pauschal   sagen.   Ich   würde den    Wert    zwischen    20    und    40    Sekunden    platzieren.    Mit    der Möglichkeit, dass es in Ausnahmefällen auch länger dauern kann. Die eigentliche Todesursache wird inneres Ersticken sein. Einfach ausgedrückt, Tod durch Sauerstoffmangel. Kommen wir zur Frage der Rettungsaussichten. Kurz   gesagt,   je   länger   jemand   im   Vakuum   unterwegs   ist,   desto größer       sind       die       inneren       Verletzungen       aufgrund       der stickstoffbedingten    Dekompressionskrankheit    und    des    zu    sieden beginnenden Wassers. Falls   eine   vollständige   Regeneration   nach   einer   Minute   Verweildauer noch   möglich   sein   sollte,   darf   man   bei   3   Minuten   mit   bleibenden Lähmungserscheinungen rechnen. Ab   5   Minuten   sind   bleibende   zerebrale   Schäden   wahrscheinlich.   Und mit    jeder    weiteren    Minute    werden    zerebrale    und    kardiologische Schäden von zunehmender Bedeutung. Bei   weniger   als   10   Sekunden   im   Vakuum   ist   es   nicht   vermessen, damit     zu     rechnen,     dass     nicht     viel     mehr     als     stressbedingte Kopfschmerzen die einzige Folge sind. Ab   10   Minuten   im   Vakuum   würde   ich   nicht   damit   rechnen,   dass jemand,    wenn    er    überhaupt    wiederbelebt    werden    kann,    jemals wieder aus dem Bett oder Rollstuhl rauskommt. Fazit: Höchstwahrscheinlich   ist   der   Tod   im   Vakuum   ein   eher   sanfter   Tod, der    durch    ein    spontanes    Hinübergleiten    in    die    Bewusstlosigkeit eingeleitet wird. Die        Schwere        der        Verletzungen,        insbesondere        der Dekompressionskrankheit,    sind    direkt    abhängig    davon,    welchem Druck und welcher Luft der Astronaut zuvor ausgesetzt war. Bei   normaler   Luft   und   Luftdruck   sind   die   Verletzungen   wesentlich höher,    als    bei    0,3    Bar    und    reiner    Sauerstoffatmung,    wie    sie    in Raumanzügen zur Anwendung kommt.