GENT / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Herausforderungen der Strahlenbelastung im Weltraum sind ein zentrales Thema für die Raumfahrt. Während die Erde durch ihre Atmosphäre und das Magnetfeld vor kosmischer Strahlung geschützt ist, sind Astronauten im All erheblichen Strahlungsrisiken ausgesetzt. Eine innovative Lösung könnte in der Nutzung von 3D-gedruckten Hydrogelen liegen, die als effektive Strahlenschutzschilde dienen könnten.
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Die Erforschung neuer Materialien für den Strahlenschutz im Weltraum ist von entscheidender Bedeutung, da die herkömmlichen Schutzmethoden oft unpraktisch oder ineffizient sind. Eine Gruppe von Forschern der Universität Gent in Belgien untersucht derzeit die Verwendung von 3D-gedruckten Hydrogelen, die große Mengen Wasser aufnehmen können, um als Strahlenschutz zu dienen. Diese Hydrogele könnten eine bahnbrechende Lösung für die Herausforderungen der Raumfahrt darstellen.
Auf der Erde schützt uns die Atmosphäre vor der Mehrheit der kosmischen Strahlung. Im Weltraum jedoch, insbesondere bei Missionen zum Mars, sind Astronauten einer Strahlung ausgesetzt, die in nur einem Tag der jährlichen Dosis auf der Erde entspricht. Wasser gilt als eines der besten Materialien für den Strahlenschutz, da es dicht ist und viele Wasserstoffatome enthält, die mit Strahlungspartikeln interagieren und diese verlangsamen. Doch die Verwendung von Wasser in seiner flüssigen Form bringt Herausforderungen mit sich, wie das Risiko von Lecks und ungleichmäßiger Verteilung.
Die Forscher der Universität Gent setzen auf superabsorbierende Polymere (SAPs), die in der Lage sind, ein Vielfaches ihres Eigengewichts an Flüssigkeit aufzunehmen. Diese Polymere, die in ihrem geschwollenen Zustand als Hydrogele bezeichnet werden, könnten eine sicherere und effektivere Alternative zu Wasser darstellen. Lenny Van Daele von der Universität Gent betont, dass Hydrogele bereits in vielen alltäglichen Produkten wie Kontaktlinsen und Windeln verwendet werden und dass ihre Anwendung im medizinischen Bereich gut erforscht ist.
Die Fähigkeit der Hydrogele, Wasser zu speichern, macht sie ideal für den Einsatz in Raumanzügen und Habitaten. Im Gegensatz zu freifließendem Wasser bleibt das Wasser in einem Hydrogel gleichmäßig verteilt und kann nicht auslaufen, selbst wenn das Material beschädigt wird. Dies gibt Astronauten wertvolle Zeit, um sich in Sicherheit zu bringen. Malgorzata Holynska von der Europäischen Weltraumorganisation ESA sieht auch Potenzial für unbemannte Missionen, bei denen Hydrogele als Strahlenschutz für Raumfahrzeuge oder als Wasserreservoirs dienen könnten.
Ein weiterer Vorteil der superabsorbierenden Polymere ist ihre Vielseitigkeit in der Verarbeitung. Manon Minsart von der Universität Gent erklärt, dass die Polymere mit verschiedenen Techniken verarbeitet werden können, wobei der 3D-Druck die bevorzugte Methode ist, da er die Herstellung von Hydrogelen in nahezu jeder gewünschten Form ermöglicht. Peter Dubruel, der Projektleiter, hebt hervor, dass die bisherigen Tests gezeigt haben, dass Hydrogele unter Weltraumbedingungen sicher sind. Der nächste Schritt besteht darin, die Produktion zu skalieren und die industrielle Anwendung vorzubereiten.
Die Suche nach leichten und effektiven Strahlenschutzmaterialien ist ein fortlaufender Prozess, und die Verwendung von 3D-gedruckten Hydrogelen könnte einen bedeutenden Fortschritt in der Raumfahrttechnologie darstellen. Diese Entwicklung könnte nicht nur die Sicherheit von Astronauten erhöhen, sondern auch neue Möglichkeiten für zukünftige Weltraummissionen eröffnen.
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