Wieso kann man im Weltraum nicht atmen und warum gibt es da keinen Sauerstoff?

Wenn wir Menschen einatmen, vergrĂ¶ĂŸern wir durch Muskelkraft das Volumen unserer Lunge. Einen besonderen Anteil daran hat z.B. unser Zwergfell. Dadurch erzeugen wir aktiv einen Unterdruck in unserer Lunge, der dazu fĂŒhrt, dass Luft von außen durch Mund und Nase zum Ausgleich des Unterdrucks in unsere Lunge strömt, sofern der Weg dorthin nicht blockiert ist. Das funktioniert aber nur, wenn die uns umgebende Luft einen gewissen Druck aufweist. Der normale Luftdruck an der ErdoberflĂ€che betrĂ€gt 1014 hPa oder 1 Bar. Fahrrad- oder Autoreifen haben zum Vergleich einen Luftdruck von etwa 3 Bar. Sie halten ihre Form wie ein Luftballon, solange der Luftdruck im Inneren hoch genug ist. Wenn man die Luft aber herauslĂ€sst, fallen sie in sich zusammen, weil es keinen Druckunterschied mehr gibt zwischen dem ihrem Inneren und ihrer Umgebung.

In unserem Körper benutzen wir den Ă€ußeren Luftdruck, um unsere Lungen aufzupumpen, indem wir mit unseren Atemmuskeln einen Unterdruck im Brustkorb erzeugen. Wenn wir uns von der ErdoberflĂ€che entfernen und höher aufsteigen, sinkt der Luftdruck und unsere Atemmuskulatur muss den Brustkorb stĂ€rker weiten, um die gleiche Menge an Luft einzuatmen. Darum ist es fĂŒr Flachlandbewohner besonders anstrengend, auf hohen Bergen körperlich aktiv zu sein. Wenn man noch höher aufsteigt, kann die Atemmuskulatur nicht mehr genĂŒgend Unterdruck erzeugen, um fĂŒr den Körper ausreichend frische Luft und damit Sauerstoff in die Lungen fließen zu lassen. Extrembergsteiger gleichen dies aus, indem sie den Sauerstoffanteil in ihrer Atemluft, der normalerweise etwa 21% betrĂ€gt, aus mittransportierten Sauerstoffflaschen erhöhen. Außerdem entweichen bei wenig Umgebungsdruck auch aus dem Blut die in ihm gelösten Gase, sodass der Gastransport im Blut gestört wird. Passiert der Druckabfall der uns umgebenden Luft zu schnell, können sich sogar Gasblasen im Blut bilden, die GefĂ€ĂŸe verstopfen können (Taucherkrankheit). Steigt man noch höher auf in den Weltraum, sinkt der Umgebungsdruck auf 0 bar und egal wie stark wir versuchen einzuatmen, es wird keine Luft in unsere Lungen fließen, weil es unmöglich wird, in unseren Lungen einen Unterdruck zu erzeugen. Wir leben also am Boden eines Luft-Ozeans, der an seinem Grund auch den höchsten Luftdruck aufweist, an den wir uns gewöhnt haben und den wir zum Atmen brauchen. Verlassen wir den Luft-Ozean, können wir nicht mehr atmen.

Es gibt im Weltraum sehr wohl Sauerstoff. Er wird durch Kernfusion im Inneren von Sternen gebildet. Wenn die Sterne am Ende ihres Lebens, so wie unsere Sonne, ihre Gasschichten langsam abstoßen oder in einer gewaltigen Supernova explodieren, werden die neu gebildeten Elemente und darunter der Sauerstoff, in den Weltraum geblasen. Dieser Sauerstoff wird dann irgendwann spĂ€ter zur Bildung eines neuen Sterns und seiner Planeten beitragen. Es gibt sogar recht große Mengen an Sauerstoff im Weltraum. Er ist z.B. das hĂ€ufigste Element in der Erdkruste, da die meisten gesteinsbildenden Minerale Sauerstoff enthalten. Das trifft auch fĂŒr die Gesteine auf dem Mond, der anderen erdĂ€hnlichen Planeten und die Asteroiden zu. Im Ă€ußeren Sonnensystem gibt es zudem jede Menge Wasser, sehr viel mehr als hier auf der Erde und Wasser besteht aus Wasserstoff und Sauerstoff.

Dr. Nico Schmedemann

Institut fĂŒr Planetologie

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