Περιμένοντας τους Ichthyanders

Πίνακας περιεχομένων:

Βίντεο: Περιμένοντας τους Ichthyanders

Βίντεο: Περιμένοντας τους Ichthyanders
Βίντεο: Περιμένοντας την εκτέλεση 2024, Μάρτιος
Περιμένοντας τους Ichthyanders
Περιμένοντας τους Ichthyanders
Anonim

Η ιδέα του διάσημου μυθιστορήματος επιστημονικής φαντασίας του Αλεξάντερ Μπελάγιεφ "The Amphibian Man" μπορεί σύντομα να γίνει πραγματικότητα. Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια καινοτόμο μέθοδο αναπνοής για δύτες. Το ακουανούτ θα έχει τεχνητά βράγχια και θα αναπνέει υγρό.

Εικόνα
Εικόνα

Η κατάκτηση του στοιχείου του νερού θα καταστεί δυνατή χάρη σε μια νέα τεχνολογία, σύμφωνα με την οποία ένας δύτης θα λάβει το απαραίτητο οξυγόνο από ένα υγρό διάλυμα και το διοξείδιο του άνθρακα θα πρέπει να απελευθερώνεται μέσω τεχνητών βράχων απευθείας στο θαλασσινό νερό. Ο συγγραφέας της ιδέας είναι ο Arnold Lande, ένας συνταξιούχος χειρουργός που ειδικεύεται στην καρδιοθωρακική χειρουργική. Έκανε αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για μια εφεύρεση που, κατά τη γνώμη του, θα μπορούσε να γίνει πραγματικότητα σε λίγα χρόνια. Αυτή θα είναι, ελπίζει ο Lande, μια επαναστατική επανάσταση στην ιστορία των καταδύσεων σε βάθος.

Μετατροπή σε Ιχθυάνδρα

Φανταστείτε αυτή την εικόνα. Στο πλοίο, ο δύτης είναι προετοιμασμένος για την κατάδυση. Ο γιατρός εισάγει δύο μακριούς καθετήρες στη μηριαία φλέβα, οι οποίοι συνδέονται με σωλήνες με τα τεχνητά βράγχια στο σακίδιο του aquanaut. Το αίμα του κυκλοφορεί τώρα μέσω μιας συσκευής που απορροφά διοξείδιο του άνθρακα διαλυμένο σε αυτό. Ο δύτης βάζει μάσκα και, έχοντας βεβαιωθεί ότι λειτουργεί το σύστημα παροχής οξυγόνου, ξεκινά την κατάδυση. Στο νερό, συνδέει το σακίδιο με μια τορπίλη έλικας, η οποία περιέχει μια δεξαμενή οξυγόνου και μια μπαταρία για βράγχια και άλλο εξοπλισμό.

Σε βάθος 10 m, όπου η πίεση είναι 2 ατμόσφαιρες, ο αέρας στη μάσκα αντικαθίσταται με ένα ειδικό υγρό στο οποίο μπορεί να διαλυθεί μια τεράστια ποσότητα οξυγόνου. Με τη βοήθεια τοπικού αναισθητικού, ο δύτης μπορεί εύκολα να ξεπεράσει το αντανακλαστικό της ακούσιας συμπίεσης των λαρυγγικών μυών, κάτι που κανονικά θα τον εμπόδιζε να πνιγεί. Μόλις οι πνεύμονες γεμίσουν με ένα διάλυμα, η αντανακλαστική σύσπαση σταματά, το οξυγόνο εισέρχεται στο αίμα και αυτή τη στιγμή τεχνητά βράγχια αρχίζουν να τον καθαρίζουν από το διοξείδιο του άνθρακα. Είναι δύσκολο να αναπνεύσετε υγρό διάλυμα (δηλαδή να διασφαλίσετε την κυκλοφορία του στους πνεύμονες), αλλά μια ειδική συσκευή, η λεγόμενη cuirass, διευκολύνει αυτό το έργο.

Image
Image

Τώρα ο δύτης είναι εντελώς έτοιμος για βαθιές καταδύσεις, όπου η πίεση μετριέται σε εκατοντάδες ατμόσφαιρες. Το υγρό διάλυμα στους πνεύμονες δεν θα συστέλλεται, επομένως δεν απειλούνται από την κολοσσιαία πίεση του νερού. Το Aquanaut έχει την ευκαιρία να εργαστεί για αρκετές ώρες, μετά από τις οποίες γρήγορα και χωρίς διακοπή ανεβαίνει στην επιφάνεια.

Θα ήταν αυτοκτονία αν χρησιμοποιούσε αέριο αναπνευστικής ουσίας κατά την κατάδυση. Ο αέρας είναι 80% άζωτο και καθώς η πίεση αυξάνεται καθώς ο δύτης βουτά βαθύτερα, αυτό το αέριο διαπερνά τους ιστούς του σώματος. Εάν η πίεση πέσει πολύ γρήγορα κατά την ανάβαση, το άζωτο αρχίζει να απελευθερώνεται στην ανθρώπινη κυκλοφορία του αίματος σαν φυσαλίδες σόδας και εμποδίζει την παροχή οξυγονωμένου αίματος στους ιστούς. Αυτό οδηγεί στην ανάπτυξη ασθένειας αποσυμπίεσης (ασθένεια αποσυμπίεσης), η οποία μπορεί να οδηγήσει σε εγκεφαλική βλάβη, παράλυση ακόμη και θάνατο.

Αλλά με το νέο αναπνευστικό σύστημα, το «καίσον» δεν απειλεί τον δύτη. Διαπνέει μόνο καθαρό οξυγόνο μέσω του διαλύματος και η άνοδος του στην επιφάνεια μπορεί να λάβει χώρα γρήγορα.10 μέτρα από την επιφάνεια, ένα άτομο παίρνει μια θέση ανάποδα, έτσι ώστε, υπό την επίδραση της βαρύτητας, το υγρό να φύγει από τους πνεύμονες και να μπορέσει και πάλι να εισπνεύσει το συνηθισμένο μίγμα αέρα. Στο πλοίο, λαμβάνει οξυγόνο για κάποιο διάστημα μέσω της μάσκας, ενώ ο γιατρός το αποσυνδέει από τα τεχνητά βράγχια.

Χάμστερ βαθέων υδάτων

Πειράματα σε ζώα αποδεικνύουν ότι καταδύσεις σε βάθος με παροχή οξυγόνου μέσω υγρού είναι καταρχήν δυνατές. Ο καθηγητής Thomas Schaffer, διευθυντής του Κέντρου Πνευμονολογικής Έρευνας Nemours (ΗΠΑ), πραγματοποίησε πειράματα με χάμστερ που αναπνέουν μέσω διαλύματος υπερφθοράνθρακα (PFC) εμπλουτισμένου σε οξυγόνο. Υπό αναισθησία, τα χάμστερ τοποθετήθηκαν σε δεξαμενή πίεσης, όπου δημιουργήθηκε πίεση ισοδύναμη με την πίεση του νερού σε βάθος 300 μ. «Αφαιρέσαμε τα χάμστερ από τη δεξαμενή και τα επιστρέψαμε στην ατμοσφαιρική πίεση σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Όλα τα ζώα επέζησαν. Είναι δυνατή η κατάδυση στη θάλασσα με υγρή αναπνοή, αλλά φυσικά υπάρχουν κίνδυνοι για τους δύτες », λέει ο Thomas Schaffer.

Ο Arnold Lande δεν πιστεύει ότι η αναπνοή με υγρό θα είναι το μεγαλύτερο πρόβλημα: "Μελέτες στη δεκαετία του 1960 και του 1980 έδειξαν ξεκάθαρα ότι η αναπνοή σε ένα ειδικό υγρό είναι ένας ιδανικός τρόπος οξυγόνωσης των δυτών όταν βουτάμε σε μεγάλα βάθη."

Ο κίνδυνος εμφάνισης ασθένειας αποσυμπίεσης όταν χρησιμοποιείτε παραδοσιακό καταδυτικό εξοπλισμό έχει οδηγήσει τους δύτες σπάνια να βουτήξουν βαθύτερα από 70 μέτρα.

Μέχρι στιγμής, κανείς δεν μπορεί να πει σε ποιο μέγιστο βάθος επιτρέπει να κατέβει η εφεύρεση του Lande. Σύμφωνα με τον ίδιο, ένα χιλιόμετρο είναι πραγματικό.

Φαίνεται ότι το πρόβλημα της ασθένειας αποσυμπίεσης θα μπορούσε να λυθεί απλά παρέχοντας στον δύτη την ευκαιρία να αναπνεύσει καθαρό οξυγόνο και όχι αέρα ή μείγμα αναπνοής. Αλλά, δυστυχώς, το οξυγόνο σε μεγάλες ποσότητες είναι δηλητήριο. Η αντικατάσταση του ατμοσφαιρικού αζώτου με ένα χημικά παθητικό αδρανές αέριο - για παράδειγμα, ήλιο - δεν είναι πολύ καλύτερη.

Η μόνη λύση είναι ένας πολτός οξυγονωμένος πολτός. Δεν είμαστε ψάρια, δεν έχουμε βράγχια που θα μπορούσαν να απορροφήσουν οξυγόνο από το περιβάλλον υδάτινο περιβάλλον και να εκπέμπουν διοξείδιο του άνθρακα. Επιπλέον, το οξυγόνο στο νερό είναι δέκα φορές λιγότερο από ό, τι στον αέρα. Επομένως, η είσοδος νερού ή άλλων ξένων αντικειμένων και ουσιών στο ανθρώπινο αναπνευστικό σύστημα οδηγεί σε διακοπή της αναπνοής και ασφυξία, δηλαδή ασφυξία. Επιπλέον, το συνηθισμένο ή αλμυρό νερό διαφέρει στη σύστασή του από το αίμα και τα οσμωτικά φαινόμενα σε κυψελιδικό επίπεδο οδηγούν στην καταστροφή του πνευμονικού ιστού και του ίδιου του αίματος. Αλλά οι πνεύμονες αντιδρούν με έναν εντελώς διαφορετικό τρόπο στον υπερφθοράνθρακα, στον οποίο η περιεκτικότητα σε οξυγόνο μπορεί να είναι έως και 20 φορές μεγαλύτερη από ό, τι στο νερό και τρεις φορές περισσότερο από ό, τι στο αίμα.

Εικόνα
Εικόνα

Τα τεχνητά βράγχια θα απομακρύνουν το διοξείδιο του άνθρακα από το αίμα

Τα PFC είναι χημικά αδρανή και μη τοξικά. Όταν γεμίζει τους πνεύμονες, υπάρχει αρκετό οξυγόνο στο αίμα και το διάλυμα προστατεύει τους πνεύμονες από βλάβες που προκαλούνται από καθαρό οξυγόνο σε αέρια μορφή. Μέχρι σήμερα, έχουν γίνει πολλά πειράματα σε ποντίκια και άλλα μικρά θηλαστικά. Τα ζώα βυθίστηκαν εντελώς σε ένα δοχείο με διάλυμα και εισέπνευσαν PFC, αλλά σταδιακά κουράστηκαν, επειδή η πυκνότητα και το ιξώδες του διαλύματος απαιτεί πολύ μεγαλύτερες μυϊκές προσπάθειες. Ο Arnold Lande πρόκειται να λύσει αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας μια ζώνη θώρακα.

Συνιστάται: