Un hydrogel absorbe les rayons cosmiques pour protéger les astronautes

L’hydrogel est couramment utilisé dans des objets du quotidien comme les lentilles de contact, les pansements pour brûlures et le gel capillaire. À l’avenir, il pourrait également servir de barrière protectrice contre les rayonnements cosmiques nocifs pour les astronautes lors de missions spatiales de longue durée.

L’exposition aux radiations est un risque majeur dans les voyages spatiaux. Au-delà de l’atmosphère terrestre, les astronautes à bord de la Station spatiale internationale (ISS) reçoivent environ 72 millisieverts (mSv) de rayonnement cosmique au cours d’une mission de six mois, soit l’équivalent de plusieurs années d’exposition sur Terre.

Risques accrus de radiation lors d’une mission vers Mars

Le danger est encore plus grand pour une mission prévue vers Mars, où le vaisseau spatial voyagera au-delà du champ magnétique protecteur de la Terre. Sur une mission de trois ans, l’équipage pourrait être exposé à plus de 1 000 mSv de radiation, soit près de 200 fois la dose reçue sur Terre.

Augmenter la vitesse peut aider à réduire l’exposition aux radiations, mais la principale défense reste un bouclier efficace capable d’absorber ces rayonnements nocifs. L’eau, grâce à sa densité et à l’abondance de ses atomes d’hydrogène, est particulièrement efficace. Revêtir un vaisseau spatial de réservoirs d’eau serait une solution simple.

Les défis de l’utilisation de l’eau liquide comme protection

Cependant, l’état liquide de l’eau pose des défis. Sous gravité, elle peut se déplacer de manière imprévisible, et en microgravité, elle flotte librement, créant des zones non protégées. Pire encore, une fuite pourrait entraîner de graves problèmes, allant de courts-circuits dans les systèmes électriques au risque inattendu de noyade des astronautes dans l’espace.

Des chercheurs du groupe de chimie des polymères et biomatériaux (PBM) de l’Université de Gand proposent une solution : piéger l’eau dans un polymère super-absorbant (SAP). Ce matériau absorbe rapidement l’eau et se dilate jusqu’à plusieurs centaines de fois son poids sec pour former un hydrogel. Grâce à l’impression 3D, cet hydrogel pourrait être façonné en un bouclier efficace contre les radiations.

Hydrogel pour la protection des vaisseaux spatiaux et des combinaisons spatiales

Selon l’Agence spatiale européenne (ESA), cet hydrogel pourrait servir de bouclier stable et sans fuite pour les vaisseaux spatiaux et même être intégré aux combinaisons spatiales. C’est essentiel, car un vaisseau bien protégé n’offre aucune défense lorsqu’un astronaute sort dans l’espace. Une combinaison doublée d’hydrogel permettrait des sorties extravéhiculaires plus longues et des missions planétaires plus sûres. Même en cas de perforation, le matériau resterait en place, donnant au porteur le temps de regagner un environnement sécurisé. Il pourrait également fonctionner comme une barrière auto-obturante, similaire à la technologie utilisée dans les réservoirs de carburant des avions militaires.

« La recherche de matériaux de protection contre les radiations, à la fois légers et efficaces, est en cours », explique Peter Dubruel. « Dans notre projet Discovery, nous avons démontré avec succès que les hydrogels sont sûrs pour une utilisation dans l’espace. Désormais, avec ce projet de suivi, nous explorons différentes techniques pour façonner le matériau en structures 3D et augmenter la production, nous rapprochant ainsi d’une application industrielle. »

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