Благодаря специальному пластиковому нагруднику удалось значительно уменьшить воздействие радиации на манекен во время испытательного полета космического корабля «Орион» к Луне. Эффективность защиты, которую обеспечил этот жилет, оказалась не ниже уровня защищенного отлучения внутри самого аппарата. В перспективе подобная экипировка сможет предохранять космонавтов от солнечных выбросов во время полетов на лунные и марсианские орбиты, практически не ограничивая их подвижность.

Разработкой этой технологии занималась компания StemRad в сотрудничестве с экспертами из NASA. В рамках миссии «Артемида I» на околоземную траекторию были выведены два идентичных манекена, изготовленные из материалов, имитирующих по плотности и характеристикам человеческий организм. Один экземпляр не был снабжен защитой от радиации, а второй – облачен в противорадиационный жилет AstroRad массой 26 килограммов. Данные анализов этого космического эксперимента опубликовали в журнале Science Advances.

Инженерам показалось целесообразным обеспечить защиту только наиболее уязвимым областям: костному мозгу, где формируются кровяные клетки, а также внутренним органам и грудной клетке. Конечности, голова и торс гораздо менее восприимчивы к воздействию радиации. При этом от использования свинца отказались намеренно. Во время солнечных бурь космическое пространство за пределами геомагнитного щита Земли наполняется высокоэнергетическими протонами. Если такой протон сталкивается с тяжелым ядром свинца, он резко замедляется в его электрическом поле, порождая мощное вторичное гамма-излучение и каскад нейтронов. В результате радиационный фон для экипажа за свинцовой преградой может оказаться даже выше, чем вне космического корабля.

По этой причине жилет изготовлен из особого варианта обычного пластика (высокоплотного полиэтилена), содержащего большое количество водорода. При столкновении солнечных протонов с легкими ядрами водорода те эффективно поглощают и рассеивают их кинетическую энергию, не вызывая опасного вторичного излучения. Чтобы твердый пластик не сковывал движения, его разделили на тысячи небольших подвижных элементов, прошитых между слоями эластичной ткани. В результате жилет плотно прилегает к телу и сгибается почти как ткань, сохраняя при этом защитные свойства цельного материала.

Информация об эффективности защиты жилета от интенсивных радиационных выбросов была получена в результате прохождения через зону радиационного пояса нашей планеты. Имитация сильного воздействия солнечной бури продемонстрировала, что незащищенный макет получил бы дозу около 1,5–2 грей (для организма человека одноразовая доза свыше 4-5 грей смертельна без неотложной медицинской помощи). При использовании жилета воздействие радиации на жизненно важные внутренние органы сократилось до 0,6–0,9 грей (что составляет приблизительно снижение на 40–60%), предотвращая возникновение острой лучевой болезни.

Подобная степень защиты соответствует характеристикам специализированного бункера внутри космического корабля (предназначенного для укрытия астронавтов во время солнечных штормов). Тем не менее, благодаря жилету команда может временно выходить из защищенного пространства и выполнять короткие задачи за его пределами без риска для здоровья.

Разработчики проекта уже внесли улучшения в конструкцию жилета: вес удалось снизить с 26 до 16 килограммов, сохранив при этом уровень защиты. Планируется использовать эти облегченные модели как стандартную часть экипировки во время продолжительных миссий на Луну и Марс.