گروه پیشتازان علم این یک وب سایت علمی متعلق به گروه علمی پیشتازان علم با مدیریت امیرحسین خیابانی می باشد. علاقمندان می توانند فعالیت های ما را در این وبگاه دنبال و همراهی نمایند.
آیا تاکنون این کلمه را شنیده‌اید؟ در این پست، سعی کرده‌ایم تا در رابطه با حد آرمسترانگ و کاربردهای آن در سفرهای فضایی اطلاعات جامع و کاربردی را در اختیار علاقمندان به فضا و پزشکی فضایی قرار دهیم.
با ما همراه باشید:
به طور خلاصه حد آرمسترانگ یک معیار برای نشان دادن حداقل فشار هوایی است که یک انسان می‌تواند بدون لباس فشار زنده بماند. این شاخص به افتخار هَری جُرج آرمِسترانگ، ژنرال نیروی هوایی ایالات متحده، نامگذاری شده است. از آرمسترانگ به عنوان پدر علم پذشکی فضایی نیز یاد می‌شود.
این به چه معناست؟
به طور کلی شرایط لازم برای حیات یک موجود زنده بسیار محدود است و درواقع زمین جزو معدود سیارات در عالم می‌باشد که این شرایط را در خود داراست. برای مثال دمای میانگین ۱۵ درجه سلسیوس، قرار گرفتن در کمربند حیات، محافظت در برابر پرتوهای مضر خورشیدی و کیهانی که مانع شکل‌گیری حیات می‌شوند، وجود آب و مواد آلی، وجود اکسیژن، نیتروژن، دی‌اکسید کربن و بسیاری شرایط خاص دیگر…
گذشته از اینها، بدن انسان‌ها در طول میلیون‌ها و هزاران سال در روی سیاره زمین تکامل یافته و در واقع نسل به نسل نسبت به شرایط محیطی زمین عادت کرده است؛ یعنی برخی شرایط منحصر به فرد در زمین هستند که وجود آنها برای ادامه حیات موجودات زنده از جمله انسان ضروریست اما به خودی خود لازمه شکل‌گیری حیات نیستند!
به عنوان مثال نیروی جاذبه؛ در حال حاضر ما انسان‌ها صد‌ها هزار سال است که در زمین اقامت کرده‌ایم، در این مدت بدن‌مان به گونه‌ای به نیروی گرانش (جاذبه) زمین عادت کرده و بدون وجود آن نمی‌توانیم به زندگی عادی خود ادامه دهیم؛ به همین دلیل است که فضانوردانی‌که مدت طولانی در فضا بوده اند به دلیل بی‌وزنی و عدم وجود نیروی گرانش، در معرض خطر بیماری‌های مختلف خصوصا بیماری‌های استخوانی قرار دارند، چرا‌که بدن آنها به بی‌وزنی عادت ندارد و برای زندگی در فضا طراحی نشده.
همچنین اگر انسان‌ها در آینده‌های نه چندان دور به سیاره مریخ سفر کنند همین مشکلات به گونه‌ای دیگر وجود خواهد داشت چرا که گرانش این سیاره حدود یک سوم زمین است و برای بدن ما ابدا مناسب نیست. در این مورد هنوز دانشمندان در حال بررسی دقیق این خطرات هستند. اگر نیروی جاذبه بیشتر از حد معمول‌هم باشد به نوعی دیگر باز خطرناک خواهد بود.
اما یکی دیگر از این شرایط که برای زنده ماندن ما ضروریست (و در واقع بدن ما در دراز مدت به آن عادت کرده)، فشار هوای سطح زمین است، تنظیم و عادت بدن به وجود فشار برای بدن ما بسیار بسیار حساس تر و ضروری تر از نیروی گرانش است، به نحوی که تنها کمتر از یک دقیقه عدم وجود فشار هوا (یعنی شرایط خلاء) منجر به مرگ سریع و حتمی می‌شود.
در طول زندگی دراز انسان‌ها در زمین، همیشه کُره‌ای ضخیم به قطر بیش از ۱۵۰ کیلومتر از هوا که به آن هواکُره یا اتمسفر گفته می‌شود، قرار داشته (که به دلیل جاذبه زمین دور سیاره‌مان جمع شده است) و این هواکُره بر روی بدن ما همانند وزنه سنگینی می‌کرده، به نحوی که اگر این فشار از هوا وجود نداشت و ناگهان بر ما وارد می‌شد، به معنی واقعی کلمه، اعضای بدن ما لِه می‌شد!
فشار هوا بر روی زمین به نحوی عجیب با دما تنظیم شده تا حیات توانایی پدیدار شدن داشته باشد. خارج از مساله عادت، وجود حیات نیاز به نسبت خاصی از فشار با دما است. (یعنی اگر فشار هوا در زمین کمتر از وضع فعلی خود بود، دما نیز باید به گونه‌ای دیگر می‌بود تا حیات رخ می‌داد) در این مورد در ادامه صحبت خواهیم کرد.
جُرج آرمِسترانگ که بود؟
هَری جُرج آرمِسترانگ در ۱۷ فوریه ۱۸۹۹ میلادی در داکوتای جنوبی واقع در ایالات متحده به دنیا آمد. او در دانشگاه مینِسوتا تحصیل کرد، اما پس از یک سال برای ثبت نام در نیروی دریایی ایالات متحده از دانشگاه خارج گشت؛ آرمسترانگ در سپتامبر ۱۹۲۵ وارد دانشکده هواپیمایی بروکس فیلد در تگزاس شد. پس از فارغ التحصیلی در سال ۱۹۳۰ ، وی به عنوان اولین سُتوان در بخش پزشکی ارتش منصوب گردید. او برای کشور خود در دوران جنگ‌های جهانی اول و دوم خدمات بسیاری انجام داد. آرمسترانگ در سال ۱۹۵۷ از نیروی هوایی ایلات متحده بازنشسته شد و در سال ۱۹۸۳ بر اثر بیماری قلبی درگذشت.
جرج آرمسترانگ اولین شخصی بود که متوجه زندگی انسان (به دلایلی که در فوق مطرح شد) وابسته به فشار هوای موجود در سطح زمین است، و چنانچه فشار هوا از میزان مشخصی یعنی ۰٫۰۶۱۸ اتمسفر یا ۶۲٫۶۱۹ میلی بار کاهش یابد، با توجه به دمای بدن انسان که ۳۷ درجه سلسیوس است، انسان خواهد مُرد. چرا که در این دما بزاق دهان و تمام خونی که در رگ‌ها وجود دارد شروع به تبخیر (و در نتیجه انبساط) شدن می‌کند، این امر منجر به مرگ انسان خواهد شد.
این فشار معین که انسان در کمتر از آن نمی‌تواند زنده بماند را حد آرمسترانگ می‌نامند. برای مثال، به همین خاطر خلبان‌ها نمی‌توانند بدون لباس یا تجهیزات حفظ فشار از ارتفاعی بالاتر پرواز کنند. این ارتفاع بین ۱۸٬۹۰۰ تا ۱۹٬۳۵۰ متر گزارش شده‌است.
فشار هوا در سطح زمین
فشار هوا در سطح زمین (سطح دریا)، بسیار بیشتر از حد بحرانی آرمسترانگ است، حدود ۱ اتمسفر یا هزار میلی بار. آب در این فشار، در دمای ۱۰۰ درجه به جوش می‌آید. هر چه از سطح زمین به بالاتر اوج بگیریم فشار هوا کاهش می‌یابد و با کاهش فشار هوا، نقطه جوش آب نیز کاهش خواهد یافت؛ به طوری‌که وقتی به فضا می‌رسیم فشار صفر است و آب در دمای صفر درجه به جوش خواهد رسید!
بدین ترتیب، اگر انسان در ارتفاعات بالا یعنی حدود ۱۹ کیلومتری زمین قرار گیرد، جایی که نقطه جوش آب ۳۷ درجه است، تمام مایعات موجود در بدنش به جوش در میآیند. البته به جوش آمدن خون انسان تنها مشکل ارتفاعات بالا نیست. (مشکلات دیگری مانند سرمای شدید، رقیق بودن هوا، کمبود اکسیژن و خطر هیپوکسی نیز وجود دارد)
پیش‌تر در مقاله ای با عنوان “چرا در مریخ آب مایع نمی‌تواند جاری باشد” در مورد تناسب فشار و دمای جوش و کمبود فشار در سیارات مانند سیاره مریخ به طور مفصل توضیح داده‌ایم.
یک آزمایش ساده اما جالب!
برای درک بهتر جوشیدن آب در فشارهای اندک این آزمایش ساده را انجام دهید.
۱-یک سرنگ سالم و ترجیحا نو بردارید 
۲-مقدار خیلی کمی از آن را (حدود ۱۰ میلی گرم) از انتها آب پر کنید، سپس پیستون سرنگ را قرار دهید و هوا و حباب‌های درون آب را تخلیه کنید. به طوری‌که در سرنگ هیچ حجم خالی جز آب باقی نماند.
۳-با یک انگشت محکم سوراخ خروجی سرنگ را بپوشانید.
۴-حالا به آرامی و با قدرت تمام پیستون را به انتهای سرنگ بکشانید تا حالت خلاء ایجاد شود.
مشاهده خواهید کرد که آب درون سرنگ شروع به جوشیدن و به اصطلاح قل‌قل کردن می‌کند!
فضانوردان
از آنجا که امروزه، همه هواپیما‌های نظامی و جنگنده‌ها، مجهز به سیستم تثبیت فشار کابین هستند، خطر کمبود فشار بیشتر از هر‌کسی برای فضانوردان است، آنها مستقیما در فضا راهپیمایی میکنند، برای همین است که لباس‌هایشان فوق العاده سنگین است (حدود ۶۰ کیلوگرم!!!)، اصلی‌ترین وظیفه لباس آنان، تامین فشار سطح دریا است و اگر سوراخی در لباس فضانورد ایجاد شود، فشار درون لباس کاهش پیدا خواهد کرد.
متلاشی شدن!
همانطور که گفتیم هرگونه نَشت درون لباس یا حتی دستکش فضانوردان زمانیکه خارج از فضاپیما یا ایستگاه فضایی هستند، مرگبار خواهد بود؛ در فضا هیچگونه فشاری وجود ندارد. جالب است بدانید اگر فشار هوا ناگهانی و ظرف یک یا دو ثانیه از روی شخصی برداشته شود، حتی احتمال متلاشی شدن بدن و مغز فرد مورد نظر وجود دارد!!!
