Műanyag űrhajóval a Marsra

Egy új, polietilén alapú anyag szilárdsága és sugárzáselnyelő képessége révén az első emberes marsexpedíció űrhajójának egyik ideális összetevője lehetne.

Forrás: NASA JSCFantáziarajz az embereket a Marsra szállító űrhajóról

A 2030 körülre tervezett emberes marsutazás problémáinak egyike az asztronauták sugárvédelme. A teljes expedíció közel 30 hónapot vesz igénybe, ennek majd negyedét az oda- és visszaút teszi ki. Ekkor és a vörös bolygó körül keringve az embereket csak az űrhajó burkolata védi a nagyenergiájú sugárzások ellen. A hagyományos, fém alapú, elsősorban alumíniumból készült űrhajó-burkolatok esetében csak egy vastag fal adna megfelelő sugárvédelmet. Ez pedig nagy tömeggel jár, ami drasztikusan megnövelné a költségeket és megnehezítené a kivitelezést is.

Nasser Barghouty és Raj Kaul (NASA Marshall Space Flight Center) egy új anyag segítségével oldanák meg ezt a problémát. Utóbbi megfelelő védelmet nyújt a sugárzások ellen, ugyanakkor szilárd és rendkívül könnyű. Mindenki találkozott már vele: annak a polietilénnek a speciális változata, amelyből a legtöbb háztartási szemeteszsákot készítik.

A polietilén már korábban is szóba került, mint a sugárvédelem egyik lehetséges alapanyaga. Használatának problémája abból adódik, hogy az űrhajó szilárd falára kell rögzíteni, ami a külső fémburkolattal együtt megnöveli a tömeget és csökkentheti a használható belső térfogatot.

A fenti kutatók egy speciális polietilén változatot fejlesztettek ki, amely az RXF1 jelzést kapta. Ez a napkitörésekből eredő sugárzást az alumínium-burkolatnál közel 50%-kal, a kozmikus sugarak nagyenergiájú atommagjait pedig mintegy 15%-kal jobban nyeli el. A sugárvédő anyagok közül a fémeket tartalmazók esetében komoly gond, hogy bár a beérkező sugárzást megállítják, ugyanakkor a becsapódó részecske olyan reakciókat eredményez, amelyek a pajzs anyagában másodlagos sugárzásokat gerjesztenek - utóbbiak ellen ismét védekezni kell. Az RXF1-ben lévő hidrogén- és szénatomok ellenben sokkal gyengébb másodlagos sugárzást produkálnak.

A sugárzáselnyelő képesség mellett meglepően erősnek és szilárdnak mutatkozik az új anyag. Húzófeszültsége közel háromszorosa az alumíniuménak, ugyanakkor sűrűsége 2,6-szor kisebb. A becsapódó mikrometeoritok elleni védelem szempontjából szintén kedvezőek a tulajdonságai. Komoly probléma viszont, hogy gyúlékony, valamint hőtágulásának és hővezetésének jellemzői is nehézséget jelenthetnek. Az RXF1 tehát egyelőre nem alkalmas űrhajók gyártására, azonban ha idővel megfelelő változatát fejlesztik ki, nem kizárt, hogy űreszközöket készíthetnek belőle, és "műanyag űrhajók" is repülnek majd. Az emberes marsutazás során persze sokkal több és fontosabb kérdés is felmerül, mint a leendő űrhajó anyaga - a polietilén használata egy apró elem lehet csak a Marshoz vezető nehéz úton.