Для защиты космических аппаратов от радиации предложено использовать полимеры, насыщенные частицами металлических оксидов — ржавчины.
Как правило, ржавчина приносит лишь вред, и с ней предпочитают бороться. Однако иногда она бывает полезной. Авторы новой статьи, опубликованной в журнале Radiation Physics and Chemistry, предложили использовать такое покрытие для экранирования радиации. По их оценкам, металлические оксиды позволят снизить массу необходимой защиты космических аппаратов как минимум на 30 процентов.
Находясь без защиты земной магнитосферы, которая отклоняет большую часть заряженных частиц, зонды подвергаются воздействию жесткой космической радиации, способной нарушить работу электронных компонентов. Среди различных мер защиты приходится использовать и экранирование, укрывая чувствительные компоненты слоем, например, алюминия.
Майкл Деванцо (Michael De Vanzo) из Lockheed и Роберт Хейс (Robert Hayes) из Университета Северной Каролины нашли новые возможности сохранить для зондов тот же уровень защиты, но существенно снизить их массу. В частности, они предлагают использовать для чувствительной электроники конформное покрытие — заключение его в плотно облегающую полимерную оболочку вместо того, чтобы помещать весь аппарат в металлический короб.
Такая оболочка (например, акриловая) применяется и сегодня для защиты микросхем от пыли, влаги и тому подобного. Однако ей можно придать и функции противорадиационной защиты, внедрив в полимер частицы металлических оксидов. «При низких уровнях энергии порошок оксида снижает уровень гамма-излучения в 300 раз, а нейтронного — на 225 процентов», — говорит Роберт Хейс.
Моделирование показало, что оптимальной для такой защиты будет «ржавчина» гадолиния — оксид Gd2O3. «Наш подход можно использовать для сохранения того же уровня противорадиационной защиты при снижении массы на 30 и более процентов, — объясняет Хейс, — либо для сохранения массы и повышения защиты на 30 и более процентов, в сравнении с наиболее распространенными методами».