Radiazioni cosmiche nell'esplorazione dello spazio: utilizzo dei polimeri nei sistemi schermanti​

Il crescente interesse verso l'esplorazione spaziale ha introdotto la necessità di sviluppare nuovi materiali per lo schermaggio delle radiazioni cosmiche a cui verranno sottoposti gli astronauti durante le future missioni a lunga durata che oltrepasseranno l'Orbita Terrestre Bassa, fino ad ora superata solo nelle missioni Apollo di breve durata. Le principali tipologie di radiazioni cosmiche che necessitano di schermaggio sono due: i raggi cosmici (GCRs), più penetranti con energia variabile da 10 MeV/nucleone a 10 GeV/nucleone, e le Tempeste di protoni (SPEs), con energia fino a qualche centinaia di MeV/nucleone. I flussi di radiazioni cosmiche sono in grado di interagire con il corpo umano causando mutazioni genetiche, cancro, malattie circolatorie e danni cognitivi a diverso livello in base all'esposizione, alle caratteristiche fisiche, all'età e alla dose equivalente assorbita dall'astronauta. I possibili metodi di protezione ad ora individuati per sopperire al flusso di radiazioni cosmiche sono l'uso di medicinali appositi che mimano o aumentano la capacità del corpo di riparare ai danni causati dalla radiazione oppure l'utilizzo di metodi di schermaggio. Lo schermaggio può essere principalmente di due tipi: attivo, che prevede l'utilizzo di campi magnetici che vanno a simulare la magnetosfera e la sua capacità di schermo, e passivo, che utilizza dei materiali schermanti che interagiscono con il flusso di radiazioni cosmiche bloccandolo o attenuandone la capacità di penetrazione e la dose generata. L'elaborato studia l'interazione tra le particelle facenti parte dei GCR e i materiali di schermaggio, l'efficienza dei materiali utilizzati attualmente nei sistemi schermanti (alluminio, idrogeno, polietilene) e approfondisce le prospettive di sviluppo dei polimeri allo scopo di ottenere materiali innovativi e maggiormente performanti sia dal punto di vista schermante, che strutturale e funzionale all'interno della navicella.