Noua generație de veste de protecție împotriva radiațiilor poate oferi speranțe serioase că astronauții vor trece cu bine peste erupțiile solare bruște, de mare energie. La mai bine de cincizeci de ani de la ultima misiune Apollo, programul Artemis al NASA își propune să readucă omul pe Lună, iar pentru aceasta este indispensabilă gestionarea eficientă a radiației solare și a averselor de particule neașteptate generate de erupții. Acoperirea întregii nave spațiale cu un strat gros de protecție nu este o soluție practică din cauza limitelor de greutate, astfel că echipamentele individuale de protecție au trecut în prim-plan.

Într-o cercetare recentă, oamenii de știință au analizat vesta AstroRad, dezvoltată de startup-ul israelian StemRad cu sprijinul Agenției Spațiale Israeliene și al companiei Lockheed Martin. Piesa vestimentară a fost concepută special pentru a proteja astronauții de evenimentele cu particule de mare energie asociate erupțiilor solare.

Testul a avut loc în timpul misiunii Artemis I a NASA, fără echipaj uman, care a survolat Luna la sfârșitul anului 2022. La bord s-au aflat două manechine cu structură extrem de complexă, numite fantome, modelate după corpul unei femei adulte, deoarece cercetările anterioare au arătat că sânul și ovarele sunt deosebit de sensibile la radiații.

Limitele plumbului și protecția pe bază de hidrogen

Deși plumbul absoarbe excelent radiațiile X și gamma, el este mult mai puțin eficient împotriva radiației de particule specifică spațiului cosmic. Atunci când particulele beta de mare energie lovesc atomii denși de plumb, ele pot genera radiații X periculoase, iar neutronii pot produce averse suplimentare de neutroni din nucleele atomice, ceea ce poate agrava expunerea la radiații.

AstroRad este construit, în schimb, dintr-un plastic de înaltă densitate, bogat în hidrogen. Hidrogenul are cea mai mare densitate electronică dintre elemente, astfel că poate opri particulele incidente ca un scut dens, iar atomii de hidrogen nu au, de regulă, neutroni, ceea ce previne formarea unei averse secundare periculoase. În plus, plasticul este mult mai ușor decât plumbul, ceea ce îl face mai practic ca articol de îmbrăcăminte pe durata misiunilor spațiale.

Vesta este realizată din câteva mii de elemente hexagonale rigide din plastic, îmbinate sub formă de solzi, și cântărește aproximativ 26 de kilograme. Cercetătorii nu au proiectat un costum care să acopere tot corpul sau o cască, deoarece organele au sensibilități diferite la radiații, iar o protecție uniformă nu ar fi optimă. Grosimea scutului a fost adaptată sensibilității organelor de dedesubt, astfel încât metoda oferă o reducere a dozei cu aproximativ 30 la sută mai mare decât dacă aceeași cantitate de material protector ar fi distribuită uniform pe corp.

Rezultatele testului Artemis I și viitorul protecției împotriva radiațiilor

La bordul misiunii Artemis I, cele două fantome au fost modelate după corpul unei femei adulte și au primit numele Zohar și Helga. Zohar a purtat vesta AstroRad, în timp ce Helga nu a avut protecție, astfel încât cercetătorii au putut compara direct expunerea la radiații a corpului protejat și a celui neprotejat. Deși Orion nu a întâlnit o erupție solară semnificativă în timpul misiunii din jurul Lunii, datele obținute la traversarea centurii Van Allen interioare au permis estimarea efectelor posibile.

Analiza evenimentelor solare anterioare a arătat că vesta AstroRad ar fi redus semnificativ doza de radiații. De exemplu, în cazul evenimentului cu particule din august 1972, s-a obținut o reducere de aproape 60 la sută, față de aproximativ 45 la sută cât se estimase. Această scădere poate scuti un astronaut de o expunere echivalentă cu până la 193 de zile de radiații din spațiul profund, ceea ce poate fi esențial în misiunile de lungă durată.

AstroRad nu este concepută pentru purtare permanentă, ci ca măsură de urgență în timpul erupțiilor solare, când astronauții trebuie să o poarte doar câteva ore sau zile. În testele efectuate pe Stația Spațială Internațională, mai mulți astronauți au purtat-o confortabil chiar și în timpul somnului. Protecția oferită de vestă este similară cu cea a adăpostului antiradiații al navei Orion, dar permite în același timp mișcarea și îndeplinirea sarcinilor de la bord. În viitor, cercetătorii analizează și posibilitatea de a produce componente AstroRad prin imprimare 3D din polietilenă reciclată în spațiu, ceea ce ar putea reduce și mai mult masa care trebuie lansată. Rezultatele au fost publicate în revista Science Advances.

Sursa: Space.com

Sursa foto: NASA