Čovječanstvo se nalazi na pragu nove ere istraživanja svemira, s ambicioznim planovima za povratak na Mjesec i prve korake na Marsu. Dok inženjeri i znanstvenici razvijaju moćne rakete i napredne sustave za održavanje života, jedan od najvećih i najpodmuklijih izazova ostaje nevidljiv golim okom – svemirska radijacija. Izvan zaštitnog magnetskog polja Zemlje, astronauti su izloženi stalnom bombardiranju visokoenergetskih čestica koje predstavljaju ozbiljnu prijetnju njihovom zdravlju. U orbiti oko našeg planeta, na lokaciji poput Međunarodne svemirske postaje (ISS), posade su još uvijek djelomično zaštićene. No, putovanje u duboki svemir, prema Mjesecu ili Crvenom planetu, izlaže ih punoj snazi kozmičkog zračenja, čineći razvoj učinkovite zaštite apsolutnim prioritetom. Upravo je na ISS-u, u jedinstvenom okruženju mikrogravitacije, provedeno ključno testiranje inovativnog rješenja koje bi moglo biti presudno za budućnost ljudskih svemirskih letova – zaštitnog prsluka AstroRad.

Ovaj prsluk, razvijen u suradnji američkog zrakoplovnog diva Lockheed Martina i izraelske tvrtke StemRad, predstavlja revolucionarni pristup osobnoj zaštiti od zračenja. Umjesto glomaznih i nepraktičnih štitova koji bi obuhvatili cijelu letjelicu, AstroRad nudi ciljanu zaštitu, fokusirajući se na najosjetljivije organe i tkiva u ljudskom tijelu, istovremeno čuvajući mobilnost i funkcionalnost astronauta. Testiranje na ISS-u nije bilo usmjereno samo na provjeru sposobnosti blokiranja radijacije, već i na ergonomiju – ključni faktor za svakodnevni život i rad u svemiru.

Nevidljivi neprijatelj u dubokom svemiru

Svemirska radijacija dolazi iz dva primarna izvora: galaktičkih kozmičkih zraka (GCR) i solarnih energetskih čestica (SEP) koje se oslobađaju tijekom solarnih oluja. GCR su ostaci drevnih supernova, teške, visokoenergetske jezgre atoma koje su lišene svojih elektrona i putuju galaksijom gotovo brzinom svjetlosti. Zbog svoje goleme energije, ove čestice djeluju poput mikroskopskih topovskih kugli, probijajući se kroz oplatu svemirske letjelice i ljudsko tkivo, uzrokujući značajnu štetu na staničnoj i molekularnoj razini. Dugotrajna izloženost GCR-u značajno povećava rizik od razvoja karcinoma, može uzrokovati oštećenja središnjeg živčanog sustava te dovesti do degenerativnih bolesti srca i drugih organa.

Solarni događaji, s druge strane, nepredvidivi su i mogu u vrlo kratkom vremenu osloboditi ogromne količine zračenja. Iako su manje prodorni od GCR-a, mogu uzrokovati akutnu radijacijsku bolest, stanje sa simptomima koji variraju od mučnine i umora do teških oštećenja koštane srži i unutarnjih organa, što može biti fatalno bez adekvatne zaštite. Zemljino magnetsko polje i atmosfera djeluju kao prirodni štit koji nas štiti od većine ovih prijetnji, no u dubokom svemiru takve zaštite nema. Stoga je pronalaženje načina za ublažavanje ovih rizika od suštinske važnosti za omogućavanje dugotrajnih misija, poput putovanja na Mars koje bi moglo trajati i do tri godine.

AstroRad: Ciljana zaštita za vitalne organe

Koncept koji stoji iza prsluka AstroRad temelji se na principu selektivne zaštite. Analize su pokazale da određeni organi, poput koštane srži, pluća, želuca, debelog crijeva i ženskih reproduktivnih organa, imaju znatno veću osjetljivost na radijaciju. Umjesto da se cijelo tijelo oblaže teškim materijalima, što bi drastično ograničilo kretanje, AstroRad je dizajniran da štiti upravo ta kritična područja. Prsluk je izrađen od slojeva materijala s visokim udjelom vodika, poput polietilena, koji su se pokazali izuzetno učinkovitima u zaustavljanju i fragmentiranju teških iona galaktičkih kozmičkih zraka na manje štetne čestice. Njegov modularni i ergonomski dizajn omogućuje prilagodbu različitim tjelesnim građama astronauta i osigurava da nošenje prsluka ne ometa obavljanje svakodnevnih zadataka.

Partnerstvo između tvrtke StemRad, koja posjeduje ekspertizu u zaštiti od zračenja razvijenu za potrebe hitnih službi na Zemlji, i Lockheed Martina, s desetljećima iskustva u svemirskoj tehnologiji, bilo je ključno za prilagodbu ove tehnologije ekstremnim uvjetima svemira. Kroz zajednički rad, stvoren je proizvod koji ne samo da nudi zaštitu, već je i praktičan za upotrebu u nultoj gravitaciji, što je bio jedan od glavnih ciljeva testiranja na Međunarodnoj svemirskoj postaji.

Testiranje u realnim uvjetima na ISS-u

Međunarodna svemirska postaja poslužila je kao savršeni laboratorij za validaciju prsluka AstroRad. Iako su zemaljska testiranja mogla simulirati mnoge aspekte, jedino je u stvarnom svemirskom okruženju bilo moguće procijeniti kako se prsluk ponaša tijekom rutinskih aktivnosti astronauta. Astronautkinja NASA-e, Kayla Barron, bila je jedna od članica posade koja je imala zadatak nositi prsluk i pružiti detaljne povratne informacije. Tijekom višetjednog ispitivanja, astronauti su nosili AstroRad dok su vježbali na spravama, obavljali znanstvene eksperimente i provodili redovno održavanje stanice.

Njihove povratne informacije bile su neprocjenjive. Znanstvenici i inženjeri na Zemlji dobili su ključne podatke o udobnosti prsluka, njegovom pristajanju uz tijelo, jednostavnosti oblačenja i skidanja, te utjecaju na opseg pokreta. Svaki detalj, od dizajna kopči do rasporeda zaštitnih panela, pažljivo je analiziran kako bi se osiguralo da prsluk bude što manje intruzivan. Uspješno demonstriranje funkcionalnosti u mikrogravitaciji bio je kritičan korak, prijelaz s prototipa na operativnu tehnologiju spremnu za implementaciju na budućim misijama u duboki svemir. Program ISS National Lab odigrao je ključnu ulogu, omogućivši tvrtkama poput StemRada pristup ovoj jedinstvenoj platformi za istraživanje i razvoj.

Dokazivanje na putu prema Mjesecu

Ispitivanje na ISS-u bilo je tek početak. Pravi test sposobnosti prsluka AstroRad da blokira stvarnu radijaciju dubokog svemira dogodio se tijekom misije Artemis I, probnog leta svemirske letjelice Orion bez posade oko Mjeseca. Unutar kapsule nalazile su se dvije anatomske lutke, nazvane Helga i Zohar, opremljene tisućama senzora za mjerenje radijacije. Ove lutke, modelirane prema ženskoj fiziologiji zbog veće osjetljivosti na zračenje, bile su u središtu eksperimenta MARE (Matroshka AstroRad Radiation Experiment). Ključna razlika bila je u tome što je Zohar nosila zaštitni prsluk AstroRad, dok je Helga bila nezaštićena.

Tijekom 25-dnevnog putovanja oko Mjeseca i natrag, senzori su prikupili ogromnu količinu podataka, pružajući znanstvenicima dosad najdetaljniju mapu radijacijskog okruženja na putanji prema Mjesecu. Usporedba podataka s Helge i Zohar omogućila je preciznu kvantifikaciju učinkovitosti prsluka. Rezultati su potvrdili da AstroRad značajno smanjuje dozu zračenja koju primaju vitalni organi. Ovaj eksperiment bio je monumentalni korak naprijed, pružajući konkretne dokaze da je ciljana, nosiva zaštita održiv i učinkovit koncept za buduće astronaute koji će putovati u sklopu programa Artemis i, naposljetku, prema Marsu.