Hidrogelovi za zaštitu astronauta od zračenja

Svemir nije najsigurnije mjesto. Tijekom svemirskog leta, i uređaji i ljudi riskiraju izloženost visokim razinama zračenja. Bez odgovarajuće zaštite, instrumenti bi se pokvarili, a astronauti bi se mogli suočiti s ozbiljnim zdravstvenim posljedicama.

Tim istraživača sa Sveučilišta Ghent u Belgiji, za Europsku svemirsku agenciju testira potencijal 3D ispisanih hidrogelova, materijala koji mogu upiti velike količine vode, da služe kao vrlo učinkoviti štitovi od zračenja.

Na Zemlji smo od većine kozmičkog zračenja zaštićeni atmosferom i magnetskim poljem našeg planeta. U samo jednom danu izvan ovih zaštitnih slojeva, astronauti su izloženi zračenju jednakom onom koje Zemlja primi u cijeloj godini. Istraživači koji se odvaže i dalje, na primjer tijekom budućih misija na Mars, trebat će drugi način da se zaštite od ovih štetnih zraka.

Studije su identificirale vodu kao jedan od materijala koji je najprikladniji za zaštitu od zračenja. Relativno je gust i sadrži mnogo atoma vodika, koji stupaju u interakciju s česticama nadolazećeg zračenja i usporavaju ih. Međutim, slobodno protočni sustav zaštite od zračenja na bazi vode ima svoje izazove.

Glomazni spremnici ugrađeni u svemirska odijela mogli bi ograničiti kretanje astronauta, nejednaka raspodjela vode dovela bi do nepotpune zaštite, a voda bi mogla iscuriti ako se spremnik probuši, što može biti posebno opasno u okruženju punom elektronike.

Istraživački tim iz grupe Polymer Chemistry and Biomaterials (PBM) na Sveučilištu Ghent, istražuje upotrebu superupijajućih polimera (SAP) kao alternativnog materijala za zaštitu od zračenja, sigurnijeg i učinkovitijeg od same vode.

SAP je materijal sposoban apsorbirati tekućinu do nekoliko stotina puta veću od svoje težine, a u svom nabubrenom stanju, SAP-ovi se nazivaju hidrogelovi.

Sposobnost hidrogelova da zadržavaju vodu čini ih prikladnom zaštitom od zračenja za staništa, kao i u svemirskim odijelima koja se koriste za aktivnosti izvan brodova (EVA). Voda zadržana u hidrogelu nije slobodno protočna, što omogućuje ravnomjernu raspodjelu i zaštitu. To također znači da voda ne bi iscurila ako bi se zakrpa probušila, dajući astronautima dovoljno vremena da dođu na sigurno.

"Materijal bi se potencijalno mogao primijeniti i na misije bez posade, u štitovima od zračenja za svemirske letjelice ili kao spremnici vode nakon što optimiziramo metodu preuzimanja vode iz hidrogela", dodaje Malgorzata Holynska iz Odjela za materijale, okoliš i kontrolu kontaminacije Europske svemirske agencije.