IT之家2月12日消息,欧空局(ESA)于2月6日发布博文,称探索在宇航服中使用水凝胶,帮助宇航员抵御致命的宇宙辐射。
太空辐射的风险
IT之家注:宇宙辐射是太空旅行的主要危险之一。在地球大气层外,按照6个月任务计算,国际空间站(ISS)上的宇航员会暴露于约72毫西弗(mSv)的宇宙辐射中,相当于在地球上几年吸收的辐射量。
在计划中的火星任务中,情况会更糟。当星际飞船飞越地球的保护性磁场时,如果航程持续三年,宇航员将吸收超过1000mSv的辐射,几乎是地球暴露量的200倍。
传统水基防护的挑战
研究表明,水是辐射屏蔽的最佳材料之一。它密度相对较高,并且含有大量的氢原子,可以与入射的辐射粒子相互作用并减缓它们的速度。
然而,笨重的水容器会限制宇航员的活动,水分布不均会导致防护不完整,容器破裂会导致水泄漏,这在充满电子设备的环境中尤其危险。
水凝胶的优势
比利时根特大学聚合物化学和生物材料小组(PBM)的研究团队正在探索使用高吸水性聚合物(SAP)作为替代材料,比单独使用水更安全有效。
SAP是一种能够吸收自身重量数百倍液体的材料,就像浸入水中会膨胀的“生长怪物”玩具一样。在其膨胀状态下,SAP被称为“水凝胶”。
水凝胶能够保留水分,让其成为太空舱和舱外活动(EVA)航天服的合适辐射防护材料。水凝胶中的水不会自由流动,这保证了均匀的分布和防护。
即使防护层被刺破,水也不会泄漏,从而给宇航员足够的时间到达安全地点。该材料还可能应用于无人驾驶任务——作为航天器的辐射屏蔽,或者在优化从水凝胶中取水的方法后用作储水器。