歐洲空間局（ESA）近日公布了一項創(chuàng)新計劃，旨在利用水凝膠技術(shù)為宇航員提供更加有效的宇宙輻射防護。這一想法源自對宇航服防護材料的深入探索，目標是應(yīng)對太空旅行中致命輻射的嚴重威脅。
宇宙輻射是宇航員在太空探索過程中面臨的主要風險之一。以國際空間站（ISS）為例，執(zhí)行六個月任務(wù)的宇航員會暴露在大約72毫西弗（mSv）的輻射量下，這相當于在地球上幾年內(nèi)所吸收的輻射總量。而對于計劃中的火星任務(wù)，情況則更為嚴峻。當飛船離開地球磁場的保護，航行三年抵達火星的過程中，宇航員可能會遭受超過1000 mSv的輻射，這一數(shù)值是地球輻射暴露量的近200倍。
傳統(tǒng)上，水被認為是輻射屏蔽的理想材料，因其高密度和豐富的氫原子能有效減緩輻射粒子的速度。然而，使用水作為防護材料存在諸多挑戰(zhàn)。笨重的水容器會限制宇航員的行動自由，同時，水分布不均會導(dǎo)致防護效果大打折扣。一旦容器破裂，水泄漏將帶來極大的安全隱患，特別是在電子設(shè)備密集的太空環(huán)境中。
為了克服這些難題，比利時根特大學(xué)聚合物化學(xué)和生物材料小組（PBM）的研究團隊正致力于開發(fā)一種高吸水性聚合物（SAP）作為替代方案。SAP具有驚人的吸水能力，能夠吸收自身重量數(shù)百倍的液體，吸水后膨脹形成的水凝膠成為了一種理想的太空輻射防護材料。水凝膠不僅能夠保持水分，還能確保水分均勻分布，提供全面的防護。
更重要的是，水凝膠的安全性得到了顯著提升。即使防護層意外被刺破，水也不會自由流動或泄漏，這為宇航員提供了寶貴的時間來轉(zhuǎn)移到安全地點。這種材料還有可能應(yīng)用于無人駕駛?cè)蝿?wù)中，作為航天器的輻射屏蔽層。未來，隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，水凝膠甚至可能被優(yōu)化為儲水器，滿足太空探索中的水資源需求。
ESA的這一創(chuàng)新計劃不僅有望解決宇航員在太空探索過程中面臨的輻射威脅，還為未來的太空旅行提供了更加安全、高效的防護方案。隨著研究的深入，水凝膠技術(shù)有望在太空探索領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。
