Așteptând Ichthyanders

Cuprins:

Video: Așteptând Ichthyanders

Video: Așteptând Ichthyanders
Video: NEDĒĻAS APSKATS #8 ar KRIŠTOPANU | Pūļa imunitāte | Kredītreitings | Nacionālā attīstības banka 2024, Martie
Așteptând Ichthyanders
Așteptând Ichthyanders
Anonim

Ideea celebrului roman științifico-fantastic de Alexander Belyaev „Omul amfibian” poate deveni în curând o realitate. Oamenii de știință au dezvoltat o metodă inovatoare de respirație pentru scafandri. Aquanautul va avea branhii artificiale și va respira lichid.

Imagine
Imagine

Cucerirea elementului de apă va deveni posibilă datorită unei noi tehnologii, conform căreia un scafandru va primi oxigenul necesar dintr-o soluție lichidă, iar dioxidul de carbon ar trebui să fie eliberat prin branhii artificiale direct în apa mării. Autorul conceptului este Arnold Lande, un chirurg pensionar specializat în chirurgie cardiotoracică. El a solicitat un brevet pentru o invenție care, în opinia sa, ar putea deveni realitate în câțiva ani. Aceasta va fi, speră Lande, o revoluție revoluționară în istoria scufundărilor în adâncime.

Transformarea în Ichthyander

Imaginați-vă această imagine. La bordul navei, scafandrul este pregătit pentru scufundare. Medicul introduce două catetere lungi în vena femurală, care sunt conectate prin tuburi la branhiile artificiale din rucsacul acvanautului. Sângele său este acum circulat printr-un dispozitiv care absoarbe dioxidul de carbon dizolvat în el. Scufundătorul se îmbracă cu o mască și, asigurându-se că sistemul de alimentare cu oxigen funcționează, începe scufundarea. În apă, conectează rucsacul la o torpilă cu elice, care conține un rezervor de oxigen și o baterie pentru branhii și alte echipamente.

La o adâncime de 10 m, unde presiunea este de 2 atmosfere, aerul din mască este înlocuit cu un lichid special în care se poate dizolva o cantitate imensă de oxigen. Cu ajutorul unui anestezic local, scafandrul poate depăși cu ușurință reflexul comprimării involuntare a mușchilor laringieni, ceea ce l-ar împiedica în mod normal să se sufoce. De îndată ce plămânii sunt umpluți cu o soluție, contracția reflexă se oprește, oxigenul intră în sânge și, în acest moment, branhiile artificiale încep să îl curățe de dioxid de carbon. Este dificil să respiri soluție lichidă (adică să-i asiguri circulația în plămâni), dar un dispozitiv special, așa-numita cuirasă, ușurează această sarcină.

Image
Image

Acum scafandrul este complet pregătit pentru scufundări profunde, unde presiunea este măsurată în sute de atmosfere. Soluția lichidă din plămâni nu se va contracta, deci nu sunt amenințate de presiunea colosală a apei. Aquanaut are ocazia să lucreze câteva ore, după care se ridică rapid și fără oprire la suprafață.

Ar fi sinucidere dacă ar folosi gaz de respirație pe bază de aer atunci când se arunca cu capul. Aerul are 80% azot și, pe măsură ce presiunea crește pe măsură ce scafandrul scufundă mai adânc, acest gaz pătrunde în țesuturile corpului. Dacă presiunea scade prea repede în timpul ascensiunii, azotul începe să se elibereze în fluxul sanguin uman ca bule de sodă și blochează alimentarea cu sânge oxigenat a țesuturilor. Acest lucru duce la dezvoltarea bolii de decompresie (boala de decompresie), care poate duce la afectarea creierului, paralizie și chiar moarte.

Dar cu noul sistem respirator, „chesonul” nu-l amenință pe scafandru. Respiră doar oxigen pur prin soluție, iar ridicarea sa la suprafață poate avea loc rapid. La 10 m de suprafață, o persoană ia o poziție cu capul în jos astfel încât, sub influența gravitației, lichidul să părăsească plămânii și să poată inhala din nou amestecul obișnuit de aer. La bord, el primește oxigen pentru o perioadă de timp prin mască, în timp ce medicul îl deconectează de la branhii artificiale.

Hamsteri de mare adâncime

Experimentele pe animale demonstrează că scufundarea în adâncime cu aport de oxigen prin lichid este în principiu posibilă. Profesorul Thomas Schaffer, directorul Centrului de Cercetări Pulmonare Nemours (SUA), a efectuat experimente cu hamsteri care au respirat printr-o soluție de perfluorocarbonă îmbogățită cu oxigen (PFC). Sub anestezie, hamsterii au fost plasați într-un rezervor sub presiune, unde s-a creat o presiune echivalentă cu presiunea apei la o adâncime de 300 m. „Am scos hamsterii din rezervor și i-am readus la presiunea atmosferică în mai puțin de o secundă. Toate animalele au supraviețuit. Este posibilă scufundarea în adâncime cu respirație lichidă, dar, desigur, există riscuri pentru scafandri”, spune Thomas Schaffer.

Arnold Lande nu crede că respirația în lichid va fi cea mai mare problemă: „Studiile din anii 1960 și 1980 au arătat în mod clar că respirația într-un lichid special este un mod ideal de oxigenare a scafandrilor atunci când se scufundă la adâncimi mari”.

Riscul dezvoltării bolii de decompresie atunci când se utilizează echipamente tradiționale de scufundare a condus scafandrii să se scufunde rar mai adânc de 70 m.

Până acum, nimeni nu poate spune până la ce profunzime maximă permite invenția lui Lande să coboare. Potrivit acestuia, un kilometru este real.

S-ar părea că problema bolii de decompresie ar putea fi rezolvată pur și simplu oferind scafandrului posibilitatea de a respira oxigen pur, și nu aer sau amestec de respirație. Dar, din păcate, oxigenul în cantități mari este otravă. Înlocuirea azotului atmosferic cu un gaz inert chimic pasiv - de exemplu, heliu - nu este mult mai bună.

Singura soluție este o suspensie foarte oxigenată. Nu suntem pești, nu avem branhii care ar putea absorbi oxigenul din mediul acvatic înconjurător și ar putea emite dioxid de carbon. În plus, oxigenul din apă este de zece ori mai mic decât în aer. Prin urmare, pătrunderea apei sau a altor obiecte și substanțe străine în sistemul respirator uman duce la încetarea respirației și a asfixierii, adică a sufocării. În plus, apa obișnuită sau sărată diferă în compoziția sa de sânge, iar fenomenele osmotice la nivel alveolar duc la distrugerea țesutului pulmonar și a sângelui în sine. Dar plămânii reacționează într-un mod complet diferit la perfluorocarbon, în care conținutul de oxigen poate fi de până la 20 de ori mai mare decât în apă și de trei ori mai mult decât în sânge.

Imagine
Imagine

Brăncile artificiale vor elimina dioxidul de carbon din sânge

PFC-urile sunt inerte chimic și netoxice. Când umple plămânii, există suficient oxigen în sânge, iar soluția protejează plămânii de daunele cauzate de oxigenul pur sub formă gazoasă. Până în prezent, au existat multe experimente pe șoareci și alte mamifere mici. Animalele au fost complet scufundate într-un recipient cu o soluție și au respirat în PFC, dar s-au obosit treptat, deoarece densitatea și vâscozitatea soluției necesită eforturi musculare mult mai mari. Arnold Lande va rezolva această problemă folosind o curea de pieptar.