Science Fiction Die Welt von Übermorgen Die Frage ist, welcher Fortschritt, welche Technologie, sich am schnellsten entwickelt und so den Sprung von Science Fiction zur Realtität schafft.
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Vakuum
Erfahrungen sind dann am besten, wenn man sie auch teilen kann.
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.
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Das phantastischste am Universum ist, das es da ist.
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