Жилет AstroRad, испытанный в миссии «Артемида I», успешно защитил от радиации

Космическое пространство таит множество опасностей, и одна из самых серьезных — радиация. За пределами магнитного поля Земли астронавты практически беззащитны перед потоками высокоэнергетических частиц, особенно во время солнечных вспышек. Именно поэтому разработка эффективных средств защиты — одна из приоритетных задач для будущих дальних полетов.

В рамках миссии «Артемида I», которая стала важным этапом американской лунной программы, ученые отправили в космос два одинаковых манекена, полностью имитирующих по плотности и свойствам человеческое тело. Один из них остался без какой-либо защиты, а второй был облачен в жилет AstroRad весом 26 килограммов. Результаты этого эксперимента были опубликованы в авторитетном журнале Science Advances.

Свинец не подходит: почему выбран пластик

Традиционно для защиты от радиации использовали свинец, однако для космических условий он оказался непригоден. При столкновении протонов солнечного ветра с тяжелыми ядрами свинца возникает мощное вторичное гамма-излучение и каскад нейтронов. В результате радиационный фон за свинцовой стеной может оказаться даже выше, чем снаружи. Поэтому разработчики сделали выбор в пользу особого пластика — высокоплотного полиэтилена, богатого водородом. Легкие ядра водорода эффективно рассеивают энергию протонов, не порождая опасного вторичного излучения.

Жилет защищает только самые уязвимые зоны: костный мозг, внутренние органы и грудь. Руки, ноги и голова менее чувствительны к радиации, поэтому их оставили открытыми. Чтобы жесткий пластик не сковывал движения, его разбили на тысячи мелких подвижных сегментов, зашитых между слоями эластичной ткани. Такая конструкция позволяет жилету облегать тело и сгибаться почти как обычная одежда, сохраняя при этом защитные свойства монолитного материала.

Эксперимент в радиационном поясе

Данные об эффективности жилета были получены во время пролета корабля через радиационный пояс Земли. Моделирование сильной солнечной бури показало, что незащищенный манекен получил бы поглощенную дозу около 1,5–2 грей. Для человека это уже критично, ведь смертельная доза составляет 4–5 грей. Но с жилетом доза облучения уязвимых органов снизилась до 0,6–0,9 грей — то есть на 40–60 процентов. Это позволяет избежать развития острой лучевой болезни.

Показательно, что эффективность жилета сопоставима с защитой, которую обеспечивает специальное убежище внутри корабля. Однако у жилета есть важное преимущество: он позволяет экипажу ненадолго покидать укрытие и выполнять необходимые работы, не подвергая себя опасности.

Авторы проекта уже модернизировали жилет: его массу удалось уменьшить с 26 до 16 килограммов без потери защитных свойств. Облегченные версии планируется использовать в качестве стандартной экипировки астронавтов при длительных полетах на Луну и Марс. Это делает жилет AstroRad не просто экспериментальной разработкой, а реальным шагом к обеспечению безопасности будущих межпланетных экспедиций.