Гидрогели давно используются в повседневной жизни — их можно найти в контактных линзах, повязках для лечения ожогов и средствах для укладки волос. Однако в будущем гидрогель может сыграть ключевую роль в обеспечении безопасности астронавтов во время длительных космических миссий, защищая их от губительного воздействия радиации.
Опасность длинных перелетов
Одной из главных угроз при космических путешествиях является длительное воздействие радиации. За пределами атмосферы Земли астронавты, находясь на борту Международной космической станции (МКС), за шесть месяцев получают дозу около 72 миллизивертов (мЗв), что эквивалентно нескольким годам облучения на Земле.
Однако при межпланетных перелётах уровень радиации возрастает многократно. Так, на миссии к Марсу экипаж за три года пути может получить свыше 1 000 мЗв, что примерно в 200 раз превышает дозу, получаемую на Земле. Скорость полёта помогает снизить этот показатель, но основным методом защиты остаётся экранирование, предотвращающее проникновение радиации.
Одним из наиболее эффективных защитных материалов является вода, поскольку её плотность и высокое содержание атомов водорода позволяют эффективно поглощать радиацию. Однако использование воды в качестве экрана сопряжено с проблемами: в условиях невесомости жидкость свободно перемещается, создавая пробелы в защите, а утечка воды может представлять серьёзную опасность для электроники и самих астронавтов.
Учёные из Гентского университета в Бельгии предложили решение — использование гидрогеля, полученного на основе суперабсорбирующего полимера (SAP).
Как это работает?
SAP способен впитывать воду в объёмах, многократно превышающих его собственный вес, превращаясь в плотную гелеобразную массу. Если сформировать такой материал с помощью 3D-печати, он сможет стать надёжным радиационным экраном.
По данным Европейского космического агентства (ESA), гидрогель можно использовать не только для защиты космических кораблей, но и для создания экранированных скафандров. Это особенно важно во время выхода в открытый космос или работы на поверхности других планет. Даже в случае повреждения костюма гидрогель останется на месте, давая астронавту время на возвращение в безопасную среду. Более того, материал потенциально можно использовать как герметик, аналогичный тем, что применяются в топливных баках военной авиации.
«Поиск лёгких и эффективных материалов для защиты от радиации ведётся постоянно. В рамках нашего исследования мы подтвердили безопасность гидрогелей в условиях космоса. Сейчас мы разрабатываем методы формирования 3D-структур и масштабируем производство, чтобы приблизить технологию к промышленному применению», — отмечает профессор Петер Дебрюэль.
Использование гидрогеля может стать значительным шагом в повышении безопасности космических путешествий, приближая человечество к освоению дальнего космоса.
