آثار رحلة الفضاء على جسم الإنسان
التأثيرات الفسيولوجية > بيئات الفضاء > الفراغ

إن وظائف الأعضاء البشرية مهيأة للحياة ضمن الغلاف الجوي للأرض، ويلزم وجود كمية معينة من الأكسجين في الهواء الذي نتنفسه. وعند مستوى أقل من ذلك، يصبح رائد الفضاء معرضاً لخطر (التركيز الجزئي أو الضغط الجزئي من الأكسجين الذي يمكن تحمله هو 16 كيلو باسكال (0.16 بار) فقدان الوعي والموت من نقص التأكسج. وفي فراغ الفضاء، يستمر تبادل الغازات في الرئتين بشكل طبيعي ولكن ينتج عنه زوال جميع الغازات، بما في ذلك الأكسجين، من الدم. وبعد مدة تتراوح بين 9 إلى 12 ثانية، يصل الدم غير المؤكسج إلى الدماغ، ويؤدي إلى فقدان الوعي. وقد يلي ذلك تدريجياً الوفاة بعد بعد دقيقتين من التعرض للفراغ على الرغم من أن الحدود المطلقة ليست مؤكدة.
يفقد البشر والحيوانات التي تتعرض إلى الفراغ الفضائي الوعي بعد بضع ثوان ويموتون من نقص التأكسج في غضون دقائق. ويغلي الدم وسوائل الجسم الأخرى عند انخفاض ضغطها دون 6.3 كيلو باسكال (47 تور)، ضغط بخار الماء في درجة حرارة الجسم. وتسمى هذه الحالة التفقّع. يمكن أن يؤدي البخار إلى انتفاخ الجسم حتى ضعف حجمه الطبيعي وبطء الدورة الدموية، غير أن الأنسجة مرنة ومسامية بما فيه الكفاية لمنع التمزق. وتتباطأ عملية التفقّع عبر احتواء الأوعية الدموية للضغط، حتى يظل بعض الدم سائلاً. يمكن تقليل التورم والتفقّع عبر الاحتواء في بدلة الطيران. وقد ارتدى رواد فضاء برنامج مكوك الفضاء ملابس مرنة مجهزة تسمى بذلة حماية الطاقم في الارتفاعات (CAPS) والتي منعت التفقّع عند مستويات ضغط منخفضة تصل إلى 2 كيلو باسكال (15 تور). وتعد بذلة الفضاء ضرورية لمنع التفقع عند الارتفاع عن 19 كم. معظم بذلات الفضاء تستخدم 20 كيلو باسكال (150 بار) من الأكسجين النقي، بما يكفي فقط للحفاظ على كامل الوعي. ويعد هذا الضغط مرتفع بما يكفي لمنع التفقّع، ولكن التبخر البسيط للدم أو ذوبان الغازات في الدم لا يزال يمكن أن يسبب مرض تخفيف الضغط (التحنيّ) والانضمام الهوائي إذا لم يتم معالجته.
إن التعرض قصير المدى إلى الفراغ الفضائي لمدة تصل إلى 30 ثانية لا يسبب ضرر بدني دائم على الأرجح. وتظهر التجارب على الحيوانات أن الانتعاش السريع والكامل أمر طبيعي عند التعرض للفراغ الفضائي لمدة أقل من 90 ثانية، في حين يصبح تعرض كامل الجسم لمدة أطول مميتاً ولم تكن محاولات الإنعاش ناجحة أبداً. هناك مقدار محدود من البيانات المتاحة من حوادث تعرض البشر للفراغ، لكنها تتفق مع بيانات حوادث الحيوانات. يمكن أن تتعرض الأطراف لفترات أطول للفراغ إذا لم تضعف وظائف التنفس. يمكن أن يصبح انخفاض الضغط بسرعة أكثر خطورة من التعرض للفراغ نفسه، حتى لو كانت الضحية لا تحبس أنفاسها، حيث يمكن أن يصبح التنفيس من خلال القصبة الهوائية بطيئاً جدا لمنع حدوث تمزق قاتل في الحويصلات الهوائية الرقيقة في الرئتين. يمكن أن تتعرض طبلة الأذن والجيوب الأنفية إلى التمزق جراء انخفاض الضغط السريع، وقد تتكدم الأنسجة اللينة وتبدأ في تسريب الدم، ويؤدي كرب الصدمة إلى تسارع معدل استهلاك الأوكسجين، بما يؤدي إلى نقص الأكسجة. وتسمى الإصابات الناجمة عن انخفاض الضغط السريع باسم ا لرضح الضغطي، وهي معروفة من حوادث الغوص. إن انخفاض صغير في الضغط بمقدار 100 تور (13 كيلو باسكال)، والذي لا ينتج عنه أي أعراض إذا كان تدريجيا، قد يكون قاتلاً إذا حدث فجأة.
إن معظم المعلومات المعروفة عن الطريقة التي يتفاعل بها جسم الإنسان ناتجة عن التعرض لانخفاض الضغط العرضي، وخاصةً أثناء مشاريع رحلات الفضاء التجريبية. واحدة من هذه الحالات يناقشها تقرير فني صادر عن وكالة ناسا تحت اسم: طوارئ انخفاض الضغط (المتفجر) لدى أفراد يرتدون بذلات الضغط:
هناك حادثة مسجلة للوفاة الناجمة عن انخفاض الضغط في رحلة إلى الفضاء، وهي حادثة انخفاض الضغط في سفينة الفضاء سويوز 11 في عام 1971، مما أدى إلى وفاة رواد الفضاء الثلاثة على متنها.