O conceito artístico de humanos partiu para Marte. Crédito da imagem: NASA Clique para ampliar
Depois de ler este artigo, você nunca mais verá os sacos de lixo da mesma maneira.
Todos nós usamos sacos de lixo de plástico; eles são tão comuns que mal pensamos duas vezes. Então, quem teria imaginado que um saco de lixo humilde poderia ter a chave para enviar humanos a Marte?
A maioria dos sacos de lixo doméstico são feitos de um polímero chamado polietileno. Variantes dessa molécula são excelentes para proteger as formas mais perigosas de radiação espacial. Os cientistas sabem disso há muito tempo. O problema foi tentar construir uma nave espacial com essas coisas frágeis.
Mas agora os cientistas da NASA inventaram um material inovador à base de polietileno chamado RXF1, que é ainda mais forte e mais leve que o alumínio. "Este novo material é o primeiro no sentido em que combina propriedades estruturais superiores com propriedades superiores de blindagem", diz Nasser Barghouty, cientista do projeto para o projeto de blindagem contra radiação espacial da NASA no Marshall Space Flight Center.
Para Marte em uma nave espacial de plástico? Por mais tolo que possa parecer, poderia ser o caminho mais seguro a seguir.
Menos é mais
Proteger os astronautas da radiação do espaço profundo é um grande problema não resolvido. Considere uma missão tripulada a Marte: a viagem de ida e volta pode durar até 30 meses e exigiria a saída da bolha protetora do campo magnético da Terra. Alguns cientistas acreditam que materiais como o alumínio, que fornecem blindagem adequada na órbita da Terra ou para pequenas viagens à Lua, seriam inadequados para a viagem a Marte.
Barghouty é um dos céticos: "Ir para Marte agora com uma espaçonave de alumínio é inviável", ele acredita.
O plástico é uma alternativa atraente: comparado ao alumínio, o polietileno é 50% melhor na proteção de explosões solares e 15% melhor nos raios cósmicos.
A vantagem dos materiais plásticos é que eles produzem muito menos "radiação secundária" do que materiais mais pesados, como alumínio ou chumbo. A radiação secundária vem do próprio material de proteção. Quando partículas da radiação espacial se chocam com átomos dentro do escudo, elas provocam pequenas reações nucleares. Essas reações produzem uma chuva de subprodutos nucleares - nêutrons e outras partículas - que entram na espaçonave. É como tentar se proteger de uma bola de boliche voadora erguendo uma parede de pinos. Você evita a bola, mas é atingido por alfinetes. Os "secundários" podem ser piores para a saúde dos astronautas do que a radiação espacial original!
Ironicamente, elementos mais pesados, como o chumbo, que as pessoas costumam considerar a melhor proteção contra radiação, produzem muito mais radiação secundária do que elementos mais leves, como carbono e hidrogênio. É por isso que o polietileno faz uma boa blindagem: é composto inteiramente de átomos de carbono e hidrogênio leves, o que minimiza os secundários.
Esses elementos mais leves não conseguem parar completamente a radiação espacial. Mas eles podem fragmentar as partículas de radiação recebidas, reduzindo bastante os efeitos nocivos. Imagine se esconder atrás de uma cerca de arame para se proteger em uma luta de bolas de neve: você ainda terá neve enquanto pequenos pedaços de bola de neve atravessam a cerca, mas você não sentirá a picada de um golpe direto de um disco rígido. embalado. O polietileno é como aquela cerca de arame.
"É o que podemos fazer. Fragmentar - sem produzir muita radiação secundária - é onde a batalha é vencida ou perdida ”, diz Barghouty.
Feito sob encomenda
Apesar de seu poder de proteção, sacos de lixo comuns obviamente não servem para construir uma nave espacial. Portanto, Barghouty e seus colegas têm tentado reforçar o polietileno para o trabalho aeroespacial.
Foi assim que Raj Kaul, pesquisador do Shielding Project, trabalhando em conjunto com Barghouty, inventou o RXF1. O RXF1 é notavelmente forte e leve: possui 3 vezes a resistência à tração do alumínio, mas é 2,6 vezes mais leve - impressionante mesmo para os padrões aeroespaciais.
"Por ser um escudo balístico, ele também desvia os micrometeoritos", diz Kaul, que já havia trabalhado com materiais semelhantes no desenvolvimento de armaduras de helicópteros. "Como é um tecido, ele pode ser enrolado em moldes e moldado em componentes específicos da espaçonave". E como é derivado do polietileno, também é um excelente escudo contra radiação.
As especificidades de como o RXF1 é produzido são secretas, porque uma patente do material está pendente.
A força é apenas uma das características que as paredes de uma nave espacial devem ter, observa Barghouty. A inflamabilidade e a tolerância à temperatura também são importantes: não importa a força das paredes de uma nave espacial se derretem sob a luz direta do sol ou pegam fogo facilmente. O polietileno puro é muito inflamável. É necessário mais trabalho para personalizar o RXF1 ainda mais para torná-lo resistente à chama e à temperatura, diz Barghouty.
A linha inferior
A grande questão, é claro, é a conclusão: o RXF1 pode transportar humanos com segurança para Marte? Neste ponto, ninguém sabe ao certo.
Alguns "raios cósmicos galácticos são tão energéticos que nenhuma quantidade razoável de blindagem pode detê-los", alerta Frank Cucinotta, diretor de saúde de radiação da NASA. "Todos os materiais têm esse problema, incluindo o polietileno".
Cucinotta e seus colegas fizeram simulações em computador para comparar o risco de câncer de ir a Marte em um navio de alumínio versus um navio de polietileno. Surpreendentemente, "não houve diferença significativa", diz ele. Essa conclusão depende de um modelo biológico que estima como o tecido humano é afetado pela radiação espacial - e aí está o problema. Após décadas de voos espaciais, os cientistas ainda não entendem completamente como o corpo humano reage aos raios cósmicos. Se o modelo deles estiver correto, no entanto, poderá haver pouco benefício prático para o polietileno de proteção extra. Esta é uma questão de pesquisa em andamento.
Por causa das muitas incertezas, os limites de dose para os astronautas em uma missão em Marte não foram definidos, observa Barghouty. Mas, supondo que esses limites de dose sejam semelhantes aos limites estabelecidos para vôos de ônibus espaciais e estações espaciais, ele acredita que o RXF1 poderia hipoteticamente fornecer proteção adequada para uma missão de 30 meses em Marte.
Hoje, para o lixo. Amanhã, para as estrelas? O polietileno pode levá-lo mais longe do que você jamais imaginou.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA
