O espaço não é o local mais seguro para se estar. Durante o voo espacial, tanto os dispositivos como os humanos correm o risco de exposição a níveis elevados de radiação. Sem proteção suficiente, os instrumentos apresentariam avarias e os astronautas poderiam enfrentar sérios riscos para a saúde. Uma equipa de investigadores da Universidade de Ghent , na Bélgica, está a testar o potencial dos hidrogéis impressos em 3D – materiais que podem absorver grandes quantidades de água – para servirem como escudos de radiação altamente eficazes.
O espaço é tudo menos vazio – poderosos fluxos de partículas de alta energia, movendo-se quase à velocidade da luz, são lançados pelo Sol durante as erupções solares ou chegam à nossa galáxia através de poderosas explosões no espaço profundo.
Na Terra, estamos protegidos da maior parte da radiação cósmica pela atmosfera e pelo campo magnético do nosso planeta. Em apenas um dia, para além destas camadas protetoras, os astronautas são expostos ao equivalente à radiação recebida na Terra num ano inteiro. Os exploradores que se aventurarem ainda mais longe, por exemplo, durante futuras missões a Marte, necessitarão de outra forma de se protegerem destes raios nocivos.
Estudos identificaram a água como um dos materiais mais adequados para a proteção contra a radiação. É relativamente denso e contém muitos átomos de hidrogénio, que interagem com as partículas de radiação incidentes e as abrandam. No entanto, um sistema de proteção contra radiação baseado em água de fluxo livre tem os seus desafios.
Os recipientes volumosos embutidos nos fatos espaciais podem limitar os movimentos dos astronautas, a distribuição desigual da água pode levar a uma proteção incompleta e a água pode vazar se o recipiente for perfurado, o que pode ser especialmente perigoso num ambiente cheio de aparelhos eletrónicos.
Num estudo de acompanhamento de uma atividade de descoberta bem-sucedida , uma equipa de investigação do Grupo de Química de Polímeros e Biomateriais (PBM) da Universidade de Ghent , na Bélgica, está a explorar a utilização de polímeros superabsorventes (SAPs) como material alternativo para escudos de radiação, mais seguro e eficaz do que apenas água.
O SAP é um material capaz de absorver até centenas de vezes o seu peso em líquido, tal como os brinquedos ‘grow monster’ que se expandem quando submersos em água. No seu estado inchado, os SAP são chamados de “hidrogéis”.
“A beleza deste projeto é que estamos a trabalhar com uma tecnologia bem conhecida”, explica Lenny Van Daele. “Os hidrogéis encontram-se em muitas coisas que usamos todos os dias, desde lentes de contacto a fraldas e produtos sanitários. O nosso grupo de investigação tem experiência com aplicações na área médica – utilizando hidrogéis como material implantável macio para reparar tecidos e órgãos danificados.”
A capacidade dos hidrogéis de reter água torna-os uma proteção contra a radiação adequada para habitats, bem como em fatos espaciais utilizados para atividades extraveiculares (EVAs). A água retida num hidrogel não flui livremente, o que permite uma distribuição e proteção iguais. Isto também significa que a água não vazaria se o remendo fosse perfurado, dando aos astronautas tempo suficiente para chegarem em segurança.
“O material também poderá ser potencialmente aplicado em missões não tripuladas – em escudos de radiação para naves espaciais, ou como reservatórios de água, uma vez que tenhamos otimizado o método de recuperação de água do hidrogel”, acrescenta Malgorzata Holynska, da Secção de Materiais, Ambientes e Controlo de Contaminação da Agência Espacial Europeia.
“O polímero superabsorvente que estamos a utilizar pode ser processado através de várias técnicas diferentes, o que é uma qualidade rara e vantajosa entre os polímeros”, acrescenta Manon Minsart. “O nosso método de eleição é a impressão 3D, que nos permite criar um hidrogel em quase qualquer formato que desejarmos.”
O líder do projeto, Peter Dubruel, comenta: “Existe uma procura constante por materiais leves de proteção contra a radiação. Na nossa atividade de descoberta, demonstrámos com sucesso que os hidrogéis são seguros para utilização em condições espaciais. Neste projeto de acompanhamento, estamos a aplicar diferentes técnicas para moldar o material numa estrutura 3D e ampliar o processo de produção, para que possamos chegar um passo mais perto da industrialização.”
(Texto com tradução automática via Google)
Texto original: For astronaut radiation protection, just add water
Imagens: ESA