Гидрогель — это то, с чем большинство из нас знакомо, поскольку он используется в контактных линзах, повязках для ожогов и геле для волос. В будущем его также могут использовать для защиты астронавтов от опасности смертельной космической радиации во время длительных космических путешествий.
Одной из главных опасностей космических путешествий является длительное воздействие радиации. За пределами атмосферы Земли астронавт на борту Международной космической станции (МКС) подвергается воздействию около 72 миллизивертов (мЗв) космической радиации в течение шести месяцев службы, что эквивалентно нескольким годам воздействия, которое он получил бы на Земле.
Еще хуже обстоят дела в одной из запланированных миссий на Марс, когда межпланетный космический корабль выходит за пределы защитного магнитного поля Земли. Если такое путешествие займет три года, экипаж получит более 1000 мЗв, что почти в 200 раз превышает земное облучение.
Скорость может помочь минимизировать это воздействие, но главная защита — это своего рода экранирование, которое может поглотить излучение до того, как оно сможет нанести какой-либо вред. С ее плотностью и обилием атомов водорода вода особенно эффективна. Заполните космический корабль баками с ней, и это значительно упростит дело.
Проблема в том, что вода — это жидкость. Это плохо, когда есть гравитация, но в условиях невесомости космоса вода может плескаться, как ей вздумается, оставляя щели в защите. Хуже того, вода может протекать, что может вызвать всевозможные неприятности, от короткого замыкания в электрических цепях до возникновения новой угрозы для астронавтов — утопления в глубоком космосе.
На основе новых исследований ученых из Группы полимерной химии и биоматериалов (PBM) Гентского университета в Бельгии, одним из решений является улавливание воды внутри усовершенствованного суперабсорбирующего полимера (SAP), который впитывает воду, как никто другой. Подвергните его воздействию воды, и SAP увеличится в весе в несколько сотен раз, образуя гидрогель. Сформируйте его с помощью 3D-печати, и у вас будет ваша защита от радиации.
По данным ЕКА, такой гидрогель будет не только служить защитой для космических кораблей, которая не будет плескаться или протекать, но и может использоваться для подкладки скафандров. Это особенно важно, поскольку экранированный космический корабль не очень хорош после того, как астронавт его покинет. Экранированные скафандры позволят экипажам проводить больше времени в открытом космосе или на планетарных ВКД. Даже если скафандр будет проколот, гидрогель останется на месте, давая владельцу время достичь безопасности. Его даже можно, предположительно, настроить на работу в качестве герметика — во многом похожего на тот, который используется в топливных баках военных самолетов.
«Идет постоянный поиск легких материалов для защиты от радиации», — сказал Питер Дюбрюэль.
«В ходе нашей деятельности Discovery мы успешно продемонстрировали, что гидрогели безопасны для использования в условиях космоса. В этом последующем проекте мы применяем различные методы для придания материалу трехмерной структуры и масштабирования производственного процесса, чтобы приблизиться на шаг к индустриализации».
