Η υδρογέλη (hydrogel) είναι κάτι που οι περισσότεροι από εμάς γνωρίζουμε από τη χρήση της σε φακούς επαφής, επιδέσμους εγκαυμάτων και τζελ μαλλιών. Στο μέλλον, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την προστασία των αστροναυτών από τον κίνδυνο της θανατηφόρας κοσμικής ακτινοβολίας σε μακρινά διαστημικά ταξίδια.
Ένας από τους σημαντικότερους κινδύνους των διαστημικών ταξιδιών είναι η παρατεταμένη έκθεση στην ακτινοβολία. Έξω από τη γήινη ατμόσφαιρα, ένας αστροναύτης στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) εκτίθεται σε περίπου 72 millisievert (mSv) κοσμικής ακτινοβολίας κατά τη διάρκεια μιας εξάμηνης θητείας του, ή το ισοδύναμο με αρκετά χρόνια έκθεσης που θα απορροφούσε στη Γη.
Τα πράγματα είναι ακόμη χειρότερα σε κάποια από τις προγραμματισμένες αποστολές στον Άρη, όταν το διαπλανητικό διαστημικό σκάφος επιχειρεί να βγει έξω από το προστατευτικό μαγνητικό πεδίο της Γης. Εάν ένα τέτοιο ταξίδι διαρκούσε τρία χρόνια, το πλήρωμα θα δεχόταν πάνω από 1.000 mSv, δηλαδή σχεδόν 200 φορές τη γήινη έκθεση.
Η ταχύτητα μπορεί να συμβάλει στην ελαχιστοποίηση αυτής της έκθεσης, αλλά η κύρια προστασία είναι κάποιο είδος θωράκισης που μπορεί να απορροφήσει την ακτινοβολία πριν προλάβει να κάνει κακό. Με την πυκνότητά του και την αφθονία ατόμων υδρογόνου, το νερό είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό. Αν ένα διαστημικό σκάφος ήταν εφοδιασμένο με δεξαμενές νερού, τα πράγματα θα απλοποιούνταν σημαντικά.
Το πρόβλημα είναι ότι το νερό είναι υγρό. Αυτό είναι αρκετά κακό όταν υπάρχει βαρύτητα, αλλά στις συνθήκες έλλειψης βαρύτητας του διαστήματος, το νερό μπορεί να περιφέρεται όπως θέλει, αφήνοντας κενά στη θωράκιση. Ακόμα χειρότερα, το νερό μπορεί να διαρρεύσει, πράγμα που μπορεί να προκαλέσει κάθε είδους αταξία, από βραχυκύκλωμα των ηλεκτρικών κυκλωμάτων μέχρι τη νέα απειλή για τους αστροναύτες να πνιγούν στο βαθύ Διάστημα.
Με βάση νέα έρευνα επιστημόνων της Ομάδας Χημείας Πολυμερών και Βιοϋλικών (PBM) του Πανεπιστημίου της Γάνδης στο Βέλγιο, μια λύση είναι η παγίδευση του νερού μέσα σε ένα προηγμένο υπεραπορροφητικό πολυμερές (SAP) που απορροφά το νερό πανεύκολα. Αν το εκθέσετε στο νερό, το SAP αυξάνει το βάρος του αρκετές εκατοντάδες φορές καθώς σχηματίζει μια υδρογέλη. Διαμορφώστε το με τρισδιάστατη εκτύπωση και έχετε τη θωράκιση ακτινοβολίας.
Σύμφωνα με τον ESA, μια τέτοια υδρογέλη όχι μόνο θα μπορούσε να λειτουργήσει ως ασπίδα για διαστημικά σκάφη χωρίς να λιμνάζει ή να διαρρέει, αλλά θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την επένδυση διαστημικών στολών. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, διότι ένα θωρακισμένο διαστημικό σκάφος δεν χρησιμεύει και πολύ όταν ο αστροναύτης το εγκαταλείψει. Οι θωρακισμένες στολές θα επέτρεπαν στα πληρώματα να αφιερώνουν περισσότερο χρόνο σε διαστημικούς περιπάτους ή πλανητικές EVAs. Ακόμη και αν η στολή τρυπηθεί, η υδρογέλη θα παραμείνει στη θέση της, δίνοντας στον χρήστη χρόνο να φτάσει σε ασφαλές σημείο. Θα μπορούσε ακόμη, ενδεχομένως, να διαμορφωθεί έτσι ώστε να λειτουργεί ως στεγανωτικό υλικό - όπως αυτό που χρησιμοποιείται στις δεξαμενές καυσίμων των στρατιωτικών αεροσκαφών.
«Υπάρχει μια συνεχής αναζήτηση ελαφρών υλικών ακτινοπροστασίας», δήλωσε ο Peter Dubruel. « Στο πλαίσιο της δραστηριότητάς μας Discovery αποδείξαμε με επιτυχία ότι τα υδροτζέλ είναι ασφαλή για χρήση σε διαστημικές συνθήκες. Σε αυτό το έργο παρακολούθησης, εφαρμόζουμε διάφορες τεχνικές για να διαμορφώσουμε το υλικό σε τρισδιάστατη δομή και να αναβαθμίσουμε τη διαδικασία παραγωγής, ώστε να έρθουμε ένα βήμα πιο κοντά στη βιομηχανοποίηση».
[via]
