Espacio Exterior
Introducción
El Espacio, también conocido como el espacio exterior o espacio vacío, se refiere a las regiones relativamente vacías del universo fuera de las atmósferas de los cuerpos celestes. El espacio exterior no está completamente vacío de materia (es decir, no es un vacío perfecto) sino que contiene una baja densidad de partículas, predominantemente gas hidrógeno, así como radiación electromagnética. Aunque se supone que el espacio exterior ocupa prácticamente todo el volumen del universo y durante mucho tiempo se consideró prácticamente vacío, o repleto de una sustancia llamada éter, ahora se sabe que contiene la mayor parte de la materia del universo. Esta materia está formada por radiación electromagnética, partículas cósmicas, neutrinos sin masa e incluso formas de materia no bien conocidas como la materia oscura y la energía oscura. De hecho en el universo cada uno de estos componentes contribuye al total de la materia. Solo se conocen algunas de sus propiedades por los efectos gravitatorios que imprimen en el período de revolución de las galaxias, por un lado, y en la expansión acelerada del Universo o inflación cósmica.
En el espacio exterior las estrellas, planetas y otros cuerpos celestes no se someten a ninguna fricción, por lo que pueden moverse libremente en sus órbitas. Sin embargo, el supuesto vacío del espacio no lo es del todo, contiene algunos átomos de hidrógeno por metro cúbico. La baja densidad de materia en el espacio exterior significa que la radiación electromagnética puede viajar grandes distancias sin dispersarse: la trayectoria libre media de un fotón en el espacio es de aproximadamente 10^23 km, o 10 billones de años luz.
Lo siguiente explicará las resistencias o la habilidad que uno obtiene por poder actuar dentro del espacio.
Resistencias del Vacío Espacial
Tipo 1 - Estar minutos en el Espacio
- Radiaciones Cósmicas: Muchos astronautas se quejan de destellos brillantes en su visión mientras intentan dormir, atribuidos a la radiación cósmica de alta energía. La atmósfera de la Tierra actúa como un escudo para bloquear muchos tipos dañinos de radiación espacial, pero los humanos están peligrosamente expuestos a esta radiación en el espacio exterior. La radiación dañina de este tipo puede causar enfermedad por radiación, mutar el ADN, dañar las células cerebrales y contribuir al cáncer. Varios estudios también sugieren que la radiación cósmica aumenta el riesgo de cataratas de aparición temprana y contribuye a una mayor probabilidad de que los astronautas adquieran infecciones virales y bacterianas debido a la supresión del sistema inmunológico. La radiación UV del sol es absorbida en gran medida por la atmósfera de la Tierra y nunca llega a su superficie, pero un ser humano sin protección en el espacio sufriría quemaduras solares por la radiación UV en cuestión de segundos. Los rayos ultravioleta pueden bloquearse con telas especialmente diseñadas en trajes espaciales y blindajes en naves espaciales, pero la radiación ionizante de mayor energía y los rayos cósmicos, protones de alta energía y núcleos atómicos pesados del exterior de nuestro Sistema Solar, pueden penetrar los trajes y cuerpos de los astronautas por igual, lo que podría tener graves implicaciones para la salud.
- Pérdida de Oxígeno: Tras una descompresión repentina en el vacío, es probable que la expansión del aire en los pulmones de una persona provoque la ruptura de los pulmones y la muerte, a menos que el aire se exhale de inmediato. Nuestra dependencia de un suministro continuo de oxígeno es el factor más limitante de la cantidad de tiempo que un ser humano podría sobrevivir en un vacío total; Al contrario de cómo se supone que funcionan los pulmones a la presión atmosférica, el oxígeno se difunde fuera del torrente sanguíneo cuando los pulmones están expuestos al vacío, esto conduce a una condición llamada hipoxia o privación de oxígeno, lo cual puede causar confusión, desorientación, alucinaciones, cambios de comportamiento, dolores de cabeza severos, nivel reducido de conciencia, papiledema, palidez, taquicardia e hipertensión pulmonar que finalmente conducen a los signos tardíos cianosis, ritmo cardíaco lento, y presión arterial baja seguida de insuficiencia cardíaca que eventualmente conduce a un shock y muerte. La descompresión también puede conducir a una condición posiblemente fatal llamada ebullismo, donde la presión reducida del ambiente reduce la temperatura de ebullición de los fluidos corporales e inicia la transición del agua líquida en el torrente sanguíneo y los tejidos blandos a vapor de agua, causando inflamación de los tejidos y hematomas debido a la formación de vapor de agua debajo de la piel, y en el peor de los casos, puede dar lugar a una embolia o bloqueo de los vasos sanguíneos debido a las burbujas de gas en el torrente sanguíneo. En 15 segundos, la sangre desoxigenada comienza a llegar al cerebro, lo que provoca la inconsciencia. Los datos de experimentos con animales y accidentes de entrenamiento sugieren que un individuo podría sobrevivir al menos otro minuto en el vacío mientras está inconsciente, pero no mucho más.
Tipo 2 - Estar varias horas en el Espacio
- Cambio de Gravedad: Si bien es importante reconocer los efectos del mal funcionamiento o la descompresión del traje espacial en el cuerpo humano, las consecuencias a largo plazo de los vuelos espaciales son quizás más relevantes. Muchos de los impactos fisiológicos inmediatos de los vuelos espaciales se atribuyen a la microgravedad, un término que se refiere a fuerzas gravitatorias muy pequeñas. Debido a que la vida en la Tierra ha evolucionado para funcionar mejor bajo la gravedad de la Tierra, podría decirse que todos los sistemas de órganos humanos se ven afectados por la ausencia de la gravedad. El cuerpo es altamente adaptable y puede aclimatarse a un cambio en el entorno gravitacional, pero estas adaptaciones fisiológicas pueden tener consecuencias patológicas o conducir a una reducción en el estado físico que desafía la capacidad de un viajero espacial para funcionar normalmente al regresar a la Tierra.
- Cambios en el Cuerpo: En la Tierra, el sistema cardiovascular trabaja contra la gravedad para evitar que la sangre se acumule en las piernas, por lo que la microgravedad da como resultado una redistribución dramática de los fluidos de las piernas a la parte superior del cuerpo, además, hay una reducción del volumen sanguíneo, la cantidad de glóbulos rojos y el gasto cardíaco debido a las menores demandas del sistema cardiovascular para contrarrestar la gravedad. Debido a que más de la mitad de los músculos del cuerpo humano resisten la fuerza gravitacional en la Tierra, la aclimatación musculoesquelética a la microgravedad da como resultado una profunda atrofia muscular, llegando a perder hasta un 50% de masa muscular en algunos astronautas en el transcurso de misiones a largo plazo. La atrofia muscular que se observa en los astronautas se parece mucho a la de los pacientes postrados en cama y, al regresar a la Tierra, algunos astronautas experimentan dificultades simplemente para mantener una postura erguida. La disminución de la carga en el espacio sobre los huesos que soportan carga, como el fémur, la tibia, la cintura pélvica y la columna vertebral, también provoca la desmineralización del esqueleto y la disminución de la densidad ósea u osteopenia. El calcio y otros minerales incorporados en los huesos se excretan a través de la orina en niveles elevados, por lo que el entorno de microgravedad pone a las personas en riesgo no solo de fractura ósea, sino también de cálculos renales. Los sistemas vestibular y sensoriomotor, las redes sensoriales de nuestro cuerpo que contribuyen al sentido del equilibrio y la coordinación motora, respectivamente, también se ven afectados por la microgravedad. La mayoría de los astronautas experimentan algún nivel de mareo por movimiento espacial o desorientación durante los primeros días en el espacio, y estos síntomas generalmente desaparecen a medida que el cuerpo se aclimata; sin embargo, algunos astronautas todavía se sienten tambaleantes meses después de regresar a la Tierra. Además, los ciclos normales de sueño parecen verse afectados, ya que los astronautas duermen menos y experimentan un sueño más superficial y perturbado en el espacio que en la Tierra.
- Temperaturas Extremas: Una idea errónea común es que el espacio exterior es frío, pero en realidad, el espacio en sí mismo no tiene temperatura. En términos termodinámicos, la temperatura es una función de la energía térmica en una determinada cantidad de materia y, por definición, el espacio no tiene masa. Además, la transferencia de calor no puede ocurrir de la misma manera en el espacio, ya que dos de los tres métodos de transferencia de calor no pueden ocurrir sin materia, por lo que una persona no se congelaría instantáneamente porque la transferencia de calor no puede ocurrir tan rápidamente solo por radiación. Sin embargo, una persona se congelaría completamente tras pasar una cantidad de tiempo entre 12 y 26 horas, mientras que si está cerca de una estrella, la persona sería eventualmente calcinada.
Nota
Si una persona está usando un traje espacial, la pérdida de oxígeno y la congelación no es aplicable ya que los trajes espaciales están hechos para prevenir esto, sin embargo, el traje no protege contra los cambios gravitacionales y corporales.
