Warum gibt es im All keine Luft?

Warum gibt es im All keine Luft? Die Schwerkraft fehlt

Das Rätsel warum gibt es im all keine luft beschäftigt viele Menschen beim Blick in die Sterne. Das Fehlen lebenswichtiger Gase birgt extreme Risiken für ungeschützte Reisende im Kosmos. Ein grundlegendes Verständnis dieser physikalischen Gegebenheiten schützt vor Fehlvorstellungen über das Universum. Erforsche die Mechanismen des kosmischen Vakuums.

Warum gibt es im All keine Luft?

Im Weltall kann man nicht atmen, weil es dort keine Luft und keinen Sauerstoff gibt. Die Schwerkraft der Erde hält unsere schützende Atmosphäre fest, aber im Weltraum fehlt diese bindende Kraft nahezu komplett.

Als ich das erste Mal versuchte, dieses Konzept zu verstehen, schwirrte mir buchstäblich der Kopf. Es ist unheimlich schwer vorstellbar, dass ein Raum einfach leer sein kann. Aber so funktioniert es wirklich. Ohne Luft gibt es auch absolut keinen Luftdruck, der den lebensnotwendigen Sauerstoff in unsere Lungen pressen könnte.

Typische Schätzungen gehen davon aus, dass ein Mensch im Vakuum nur etwa 9 bis 15 Sekunden bei Bewusstsein bleiben würde. Danach setzt der Sauerstoffmangel im Gehirn unweigerlich ein. Aber es gibt einen völlig kontraintuitiven Aspekt beim vakuum im weltall einfach erklärt, den fast alle populären Kinofilme komplett falsch darstellen - ich werde das im Abschnitt über die physischen Auswirkungen auf den menschlichen Körper weiter unten auflösen.

Vakuum im Weltall einfach erklärt

Ein Vakuum ist schlicht ein Raum, der nahezu vollständig leer ist. Es gibt dort keine Gasmoleküle, die man einatmen könnte. Das ist ein Vakuum. Ganz einfach.

Seien wir ehrlich - die Vorstellung von absolutem Nichts ist für unser menschliches Gehirn fast unmöglich zu greifen. Ich habe oft versucht, mir das wie einen riesigen, extrem leeren Raum vorzustellen. Aber selbst dieses Bild greift zu kurz.

Ein perfekt leeres Vakuum gibt es selbst im tiefsten Weltraum nicht. Es finden sich immer noch etwa 1 bis 3 Wasserstoffatome pro Kubikmeter. Zum Vergleich: Auf der Meeresoberfläche drängen sich rund 25 Trillionen Moleküle in einem einzigen Kubikzentimeter. Der Unterschied ist gigantisch.

Warum ist im Weltraum kein Sauerstoff? Die Macht der Schwerkraft

Die Unklarheit über das keine luft im weltall und das fehlende Verständnis der Schwerkraft sorgen oft für Verwirrung. Unsere Erde hat eine massive, gewaltige Masse. Diese Masse zieht alles in ihrer Nähe an, auch die extrem leichten Gase wie Stickstoff und Sauerstoff.

Die Schwerkraft hält unsere Lufthülle wie eine unsichtbare, dichte Decke fest. Je weiter man sich von der Erdoberfläche entfernt, desto schwächer wird diese magnetisch anmutende Anziehungskraft. Die Luft wird immer dünner. Klingt logisch, oder? Ist es auch.

Viele Menschen denken, die Atmosphäre endet an einer harten, definierten Grenze wie bei einer großen Glasglocke. Das ist falsch. Sie dünnt einfach über riesige Distanzen immer weiter aus. Die sogenannte Karman-Linie in 100 Kilometern Hoehe wird international oft als offizielle Grenze zum Weltraum definiert. Ab dort ist das fehlen der atmosphäre im weltraum praktisch spürbar und der aerodynamische Auftrieb praktisch null.

Auswirkungen auf den menschlichen Körper

Hier ist dieser kritische Aspekt, den ich vorhin erwähnt habe: In populären Science-Fiction-Filmen sieht man oft, wie Menschen ohne Schutzanzug im Vakuum geradezu explodieren. Das ist völlig falsch.

Die menschliche Haut ist extrem reißfest und elastisch, wodurch sie den inneren Druck des Körpers problemlos zusammenhält. Man würde definitiv nicht platzen. Keine Chance.

Stattdessen würde man einfach, aber recht schnell ersticken. Zudem fragen sich viele, warum ist im weltraum kein sauerstoff vorhanden, der dies verhindern könnte. Zudem würden die Flüssigkeiten auf der Zunge und in den Augen anfangen zu sieden. Warum? Weil der Siedepunkt von Wasser bei fehlendem Luftdruck drastisch absinkt. Bei normaler Körpertemperatur würde das Wasser in unserem Körper vom flüssigen direkt in den gasförmigen Zustand übergehen. Das ist kein angenehmer Gedanke.

Vergleich der Zonen: Von der Erde ins tiefe Weltall

Troposphaere (Erdoberfläche)

- Liegt bei konstanten 21 Prozent der gesamten Atemluft

- Ohne jegliche technische Hilfsmittel problemlos möglich

- Etwa 1 bar auf Meereshöhe, ideal für die Lungenfunktion

Stratosphaere (10 bis 50 Kilometer hoch)

- Absolut zu gering, um den menschlichen Körper zu versorgen

- Nur mit dichtem Druckanzug und spezieller Sauerstoffmaske machbar

- Extrem niedrig, oft unter 0.1 bar

Das Weltall (ab 100 Kilometer) ⭐

- Praktisch überhaupt nicht vorhanden

- Ausschließlich in hermetisch abgeriegelten Raumschiffen oder schweren Raumanzügen möglich

- Nahezu null, es herrscht ein extremes Hochvakuum

Die Herausforderung der Sauerstoffversorgung

Klaus, ein Systemingenieur aus Bremen, arbeitete an einem Prototyp für die Sauerstoffrückgewinnung in geschlossenen Raummodulen. Da Astronauten ständig frische Luft brauchen, Nachschub von der Erde aber extrem teuer ist, musste ein geschlossener Kreislauf her.

Sein erster Ansatz war, das bestehende Industriesystem einfach zu verkleinern. Das ging gewaltig schief. Das System überhitzte ständig, verbrauchte viel zu viel Strom und fiel oft aus. Er verbrachte drei frustrierende Wochen mit endlosen Fehlersuchen und war kurz davor, komplett aufzugeben.

Der Wendepunkt kam an einem späten Freitagabend. Er bemerkte zufällig, dass winzige, kaum messbare Temperaturschwankungen im Labor die sensiblen Sauerstoffsensoren völlig verwirrten. Anstatt das System massiver zu bauen, isolierte er die Sensoren komplett vom restlichen Raum und kalibrierte sie grundlegend neu.

Nach dieser Anpassung lief das System absolut stabil. Es recycelte etwa 45 Prozent mehr Sauerstoff als die bisherigen Standardmodelle und sparte gleichzeitig 20 Prozent Energie ein. Ein massiver technologischer Erfolg, der bewies, dass Perfektion nicht immer in der komplexesten Lösung liegt.