IT之家 2 月 12 日消息,歐空局(ESA)于 2 月 6 日發(fā)布博文,稱探索在宇航服中使用水凝膠,幫助宇航員抵御致命的宇宙輻射。
太空輻射的風險
IT之家注:宇宙輻射是太空旅行的主要危險之一。在地球大氣層外,按照 6 個月任務計算,國際空間站(ISS)上的宇航員會暴露于約 72 毫西弗(mSv)的宇宙輻射中,相當于在地球上幾年吸收的輻射量。
在計劃中的火星任務中,情況會更糟。當星際飛船飛越地球的保護性磁場時,如果航程持續(xù)三年,宇航員將吸收超過 1000 mSv 的輻射,幾乎是地球暴露量的 200 倍。
傳統(tǒng)水基防護的挑戰(zhàn)
研究表明,水是輻射屏蔽的最佳材料之一。它密度相對較高,并且含有大量的氫原子,可以與入射的輻射粒子相互作用并減緩它們的速度。
然而,笨重的水容器會限制宇航員的活動,水分布不均會導致防護不完整,容器破裂會導致水泄漏,這在充滿電子設備的環(huán)境中尤其危險。
水凝膠的優(yōu)勢
比利時根特大學聚合物化學和生物材料小組(PBM)的研究團隊正在探索使用高吸水性聚合物(SAP)作為替代材料,比單獨使用水更安全有效。
SAP 是一種能夠吸收自身重量數(shù)百倍液體的材料,就像浸入水中會膨脹的“生長怪物”玩具一樣。在其膨脹狀態(tài)下,SAP 被稱為“水凝膠”。
水凝膠能夠保留水分,讓其成為太空艙和艙外活動(EVA)航天服的合適輻射防護材料。水凝膠中的水不會自由流動,這保證了均勻的分布和防護。
即使防護層被刺破,水也不會泄漏,從而給宇航員足夠的時間到達安全地點。該材料還可能應用于無人駕駛?cè)蝿?—— 作為航天器的輻射屏蔽,或者在優(yōu)化從水凝膠中取水的方法后用作儲水器。
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