無論怎麽樣都會有一定程度的腐爛,但腐爛程度並不會很高。
很多人可能會以為,太空接近絕對零度,太空人死了,溫度會很快下降。
但其實,太空人的體溫下降比普通人想象的慢很多。
當太空人死在宇航服裏,溫度下降還會更加的緩慢。
尤其是當宇航服並未破損,處於密封狀態時。
我們知道羽絨服保暖,是因為羽絨撐起了足夠厚的空氣隔熱層。
在密封的太空服裏,空氣就是最佳的隔熱層。
從高溫到低溫,熱量是這樣傳遞的:
介質的厚度越薄,熱導率越大,傳熱速度就越快,而羽絨服內的空氣是很充裕的。
有傅立葉定律:
人體還透過熱放射線,把熱量傳遞給宇航服。
根據斯忒藩-波茲曼放射線定律,有:
宇航服也在不斷地透過熱放射線,向外釋放熱量:
Q_{r外}=A\varepsilon\delta T_{2}^{4}
人體傳遞給宇航服的總熱量,等於宇航服放射線出去的熱量。
那麽:
Q_{b}+Q_{r內}=Q_{r外}
\lambda A\frac{T_{1}-T_{2}}{L}=A\varepsilon\delta(2T_{2}^{4}-T_{1}^{4})
帶入相關數據,得到:
0.0267×\frac{293-T_{2}}{0.1}=5.67×10^{−8}×(2T_{2}^4-293^4)
求得: T_{2}\approx248K
也即,太空人剛剛死亡時,宇航服外的溫度為-25℃左右。
單位時間損失的熱功率約為386W。
我們假設太空人,長時間處於地球遮陽面,溫度在持續降低。
當人體核心溫度低於-20℃時,可以認為腐敗活動基本停止。考慮到溫度梯度,此時人體表面溫度大約-30攝氏度左右,約243K。
求得,此時宇航服溫度為205K。
單位時間持續損失的熱功率為180W。
此時太空人已經在太空中飄了多長時間呢?我們可以透過人體總熱量來進行簡單的估算。
太空人總共降溫了57℃,體重取80kg,帶入水和冰的比熱容。
求得,此時太空人總熱損失大致為:
37×80×4200+20×80×2100=15792000 J
這些熱量同時也是透過宇航服散熱出去的,宇航服從248K降低到205K,平均熱放射線功率為283W。
求得,總共所用時間為:55802秒。
也即15小時左右。
也就是說,沒有太陽照射時,人體內的細菌可進行腐敗的時間是15個小時。
其中,10℃以上的腐敗狀態,大約能持續幾個小時。
然而人體內多達100萬億的細菌(可達人體細胞總數的10倍),足足1~2kg,在人體免疫系統關機的情況下,會瘋狂繁殖。
腸道內大面積腐敗,產生大量的腐臭瓦斯從相關腔門溢位,會形成屍臭。
後面幾個小時,隨著溫度降低到10℃以下,腐敗行程會逐漸減緩。
然而,人體並不會永遠不被太陽照射。
即便是遠至月球軌域,不被太陽照射的時間也很短。
基本可以認為在大多數軌域上,最多十多個小時之後,太空人遲早會被太陽照射。
太陽常數為1353W/m2(直射地球大氣頂層時的放射線密度),考慮到人體各個方向不同的橫截面數據,照射在太空人身上的熱功率最高可達1000W左右。
如此高的放射線功率,可導致宇航服直射面溫度高達120℃。
不過人體在太空中是會旋轉的,不可能相對太陽完全沒有角速度。在旋轉過程,受熱其實是相對比較均勻的。
得到的最終人體溫度大約在50℃左右。
由於空氣隔熱,內部人體的加熱也會是一個緩慢的過程。
整個過程,又是十幾個小時。
之前冷凍的細菌,隨著溫度的升高,又會開始活躍起來。
加上之前的15個小時的降溫過程,總共30多個小時的時間,這些細菌,基本上可以把氧氣消耗得差不多。
此時人體進行到了能達到的最大腐敗程度,大約會形成屍綠。
如果內部氧氣更加充分,也可能形成腐敗靜脈網,會浮現出一些綠色的靜脈網路。
但這差不多也就到了極限。
未來某一天,隨著放射線老化,宇航服最終破裂,漏掉所有的空氣,隨著水分消失,再經過放射線的破壞,最終整個人體僅看外觀,很難分辨出他曾經是否經歷過腐敗。
剛才我們討論了,宇航服不破裂的情況。
對於宇航服破裂的情況,所需要考慮的東西就簡單很多了。
沒有隔熱保護,可得人體一開始散熱功率高達750W。
體溫降低到-20℃之後,散熱功率也還有350W左右。
平均功率550W。
求得,人體溫度降低到不腐敗依舊需要7~8小時左右。
等到人體再次被太陽照射時,由於沒有了空氣隔熱,人體溫度可以在短短3~4小時內回升。
雖然給細菌們的時間少了很多,但加上之前幾個小時,腸道內也足以產生腐敗瓦斯,形成屍臭。
當然,考慮到真空環境內,人體內的氧氣也留存更少,相對於非密封環境,人體腐敗程度的確低了很多。
如果一開始就沒有落入陰影區,而被太陽直射。
那麽人體溫度就會從37℃,迅速升高到60℃甚至以上(熱量不均勻時,局部溫度會更高)。
但這個溫度也依舊有細菌存活,所以人體同樣會存在一定的腐敗。
當然腐敗程度最低的情況,還是直接從宇航服中飄了出去。
尤其是當人體旋轉速度足夠慢,太陽能夠給局部充分加熱時,局部溫度可升高到100℃以上。
再加上直接暴露在紫外線中,大量細菌都會死亡,只有腸道內的部份細菌有一定的時間、空間進行腐敗。
能腐敗的時間也只是在3個小時內。
這麽短的腐敗時間,還不會形成明顯的屍體現象,是符合通常意義下的沒有腐敗的。