Naukowcy podebrali pomysł z kosmetyków, który ochroni astronautów

Prawdopodobnie odkąd człowiek pierwszy raz spojrzał w niebo, natychmiast pokochał gwiazdy. Tak minęły milenia, ale to marzenie nie przestało być aktualne, pomimo tego jak trudno jest poza Ziemią. Ta idea pcha naukowców do szukania kolejnych rozwiązań, które zapewnią człowiekowi bezpieczeństwo w kosmosie.

Naukowcy podebrali pomysł z kosmetyków, który ochroni astronautów

Jednym z obiecujących kierunków badań jest wykorzystanie hydrożeli — materiałów zdolnych do absorpcji dużych ilości wody — jako osłon przed promieniowaniem. Zespół badaczy z Uniwersytetu w Gandawie w Belgii prowadzi prace nad zastosowaniem superabsorpcyjnych polimerów (SAP) do tworzenia takich osłon. SAP to materiały, które mogą wchłonąć, nawet kilkaset razy więcej wody, niż wynosi ich własna masa, przekształcając się w nabrzmiałe hydrożele. Dzięki temu woda zostaje zatrzymana w stabilnej formie, która nie pozwala wodzie uciec. To eliminuje ryzyko przecieków i pozwala wykorzystać sekret wody — zdolność do hamowania promieniowania.

Woda jest znana ze swoich właściwości ochronnych przed promieniowaniem dzięki wysokiej zawartości atomów wodoru, które skutecznie spowalniają cząstki promieniowania. Jednak stosowanie wolno płynącej wody w przestrzeni kosmicznej jest... Lekko mówiąc — trudne. Tworzy to konieczność użycia ciężkich i nieporęcznych pojemników oraz ryzyko nierównomiernej dystrybucji czy wycieków wody. Zastosowanie hydrożeli pozwala na przezwyciężenie tych problemów, oferując lekkie i elastyczne rozwiązanie, które można łatwo dostosować do różnych kształtów i potrzeb.

Druk 3D odgrywa kluczową rolę w tworzeniu tych innowacyjnych osłon. Pozwala na precyzyjne formowanie hydrożeli w niemal dowolne kształty, co jest szczególnie istotne przy projektowaniu elementów ochronnych dla skafandrów kosmicznych czy modułów mieszkalnych. Dzięki temu możliwe jest tworzenie spersonalizowanych osłon dostosowanych do indywidualnych potrzeb astronautów oraz specyfiki danej misji.

Czytaj dalej poniżej

Duży projekt kosmiczny bliski anulowania, ale to dobrze. Wyjaśniam Patryk Łobaza

Jeszcze go nie skończyli, a on już złapał neutrino. I to jakie! Jakub Szczęsny

Kto by się spodziewał, że woda kryje taką zdolność?

Koncepcja wykorzystania wody jako środka ochrony przed promieniowaniem nie jest nowa. Woda, dzięki swojej gęstości i wysokiej zawartości wodoru, skutecznie pochłania i rozprasza promieniowanie. Jednak jej zastosowanie w przestrzeni kosmicznej wiąże się z wyzwaniami logistycznymi i technicznymi. Tradycyjne metody przechowywania wody wymagają narzędzi, które się sprawdzają na Ziemi, ale w kosmosie? Mogą ograniczać mobilność astronautów i zwiększać masę ładunku, bardzo ograniczoną. Ponadto, w przypadku uszkodzenia pojemnika, wyciekająca woda stanowi poważne zagrożenie dla sprzętu elektronicznego na pokładzie, na przykład stacji kosmicznej.

W odpowiedzi na te wyzwania, Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) prowadzi badania nad alternatywnymi metodami wykorzystania wody do ochrony przed promieniowaniem. Jednym z takich projektów jest PERSEO (PErsonal Radiation Shielding for intErplanetary missiOns), który zakłada stworzenie specjalnej kamizelki wypełnionej wodą. Kamizelka ta ma na celu ochronę najbardziej wrażliwych na promieniowanie organów astronauty podczas misji międzyplanetarnych. Prototyp takiego rozwiązania został przetestowany na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej NASA (ISS) przez astronautę ESA, Paola Nespoliego, w 2017 roku. Testy potwierdziły praktyczność takiego rozwiązania oraz komfort noszenia dodatkowej warstwy w warunkach mikrograwitacji.

Ochrona przyszłych i teraźniejszych astronautów to priorytet

Rozwój technologii opartych na hydrożelach i superabsorpcyjnych polimerach otwiera nowe możliwości w zakresie ochrony przed promieniowaniem w przestrzeni kosmicznej. Dzięki możliwości formowania tych materiałów w dowolne kształty przy pomocy druku 3D, możliwe jest tworzenie spersonalizowanych osłon dostosowanych do potrzeb astronautów i ich misji. W końcu nie wszystko, co zadziała w przestrzeni kosmicznej, musi być wydajne na powierzchni, chociażby Marsa.

Ponadto stabilność i elastyczność hydrożeli sprawiają, że są one ciekawą alternatywą dla tradycyjnych metod ochrony przed promieniowaniem. Możliwe, że zostanie nie tylko zintegrowana ze skafandrami, lecz może i pozwoli zabezpieczyć wszelkie pojazdy i obiekty będące w przestrzeni pozaziemskiej. W miarę planowania długotrwałych misji załogowych na Księżyc, Marsa i dalej, zapewnienie skutecznej ochrony przed promieniowaniem staje się priorytetem. Innowacyjne podejścia, takie jak wykorzystanie hydrożeli, mogą odegrać kluczową rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa astronautom... I przyszłym kolonizatorom? Zobaczymy!

Źródła: extremetech, ESA