Durante o voo espacial, tanto os dispositivos quanto os humanos correm o risco de exposição a altos níveis de radiação. Sem proteção suficiente, os instrumentos funcionariam mal, e os astronautas podem enfrentar sérios riscos à saúde. De acordo com a Agência Espacial Europeia (ESA), uma equipe de pesquisadores da Universidade de Ghent, na Bélgica, está testando o potencial de hidrogéis impressos em 3D – materiais que podem absorver grandes quantidades de água – para servir como escudos de radiação altamente eficazes.
Na Terra, somos protegidos da maior parte da radiação cósmica pela atmosfera e pelo campo magnético do nosso planeta. Em apenas um dia além dessas camadas protetoras, os astronautas são expostos ao equivalente à radiação recebida na Terra em um ano inteiro. Exploradores que se aventuram ainda mais longe, por exemplo, durante futuras missões a Marte, precisarão de outra maneira de se proteger desses raios nocivos.
Estudos identificaram a água como um dos materiais mais adequados para blindagem contra radiação, pois é relativamente densa e contém muitos átomos de hidrogênio, que interagem com partículas de radiação recebidas e as desaceleram. No entanto, um sistema de proteção contra radiação baseado em água de fluxo livre tem seus desafios.
Recipientes volumosos embutidos em trajes espaciais podem limitar os movimentos dos astronautas, a distribuição desigual de água pode levar a uma proteção incompleta e a água pode vazar se o recipiente for perfurado, o que pode ser especialmente perigoso em um ambiente cheio de eletrônicos.
Em um estudo de acompanhamento de uma atividade de descoberta bem-sucedida, uma equipe de pesquisa do Polymer Chemistry and Biomaterials Group (PBM) da Universidade de Ghent, na Bélgica, está explorando o uso de polímeros superabsorventes (SAPs) como um material alternativo para escudos de radiação – mais seguro e mais eficaz do que apenas água. SAP é um material capaz de absorver até várias centenas de vezes seu peso em líquido, como brinquedos ‘grow monster‘ que se expandem quando submersos em água. Em seu estado inchado, SAPs são chamados de ‘hidrogéis’ .
“A beleza deste projeto é que estamos trabalhando com uma tecnologia bem conhecida”, disse Lenny Van Daele da Universidade de Ghent. “Hidrogéis são encontrados em muitas coisas que usamos todos os dias, de lentes de contato a fraldas e produtos sanitários. Nosso grupo de pesquisa tem experiência com aplicações na área médica – usando hidrogéis como um material implantável macio para reparar tecidos e órgãos danificados.”
A capacidade dos hidrogéis de reter água os torna adequados para proteção contra radiação em habitats, bem como em trajes espaciais usados para atividades extraveiculares (EVAs). A água retida em um hidrogel não flui livremente, o que permite distribuição e proteção iguais. Isso também significa que a água não vazaria se o remendo fosse perfurado – dando aos astronautas tempo suficiente para chegarem em segurança.
“O material também poderia 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”, disse Malgorzata Holynska da Seção de Materiais, Ambientes e Controle de Contaminação da Agência Espacial Europeia.
“O polímero superabsorvente que estamos usando pode ser processado usando várias técnicas diferentes, o que é uma qualidade rara e vantajosa entre os polímeros”, disse Manon Minsart da Universidade de Ghent. “Nosso método de escolha é a impressão 3D, que nos permite criar um hidrogel em quase qualquer formato que quisermos.”
“Há uma busca constante por materiais leves de proteção contra radiação. Em nossa atividade Discovery, demonstramos com sucesso que os hidrogéis são seguros para uso em condições espaciais. Neste projeto de acompanhamento, estamos aplicando diferentes técnicas para moldar o material em uma estrutura 3D e aumentar a escala do processo de produção, para que possamos chegar um passo mais perto da industrialização”, disse Peter Dubruel, líder do projeto. Para saber mais sobre o projeto acesse o site.
