StemRad-vest snijdt stralingsdosis astronaut met 60% in maantest

Een draagbaar stralingswerend vest dat met de onbemande Artemis I-missie van NASA naar de maan en terug vloog, zou de stralingsdosis van een astronaut tijdens een zonnestorm met tot 60 procent kunnen verminderen, volgens een studie die op 13 augustus 2026 in Science Advances is gepubliceerd. Het AstroRad-vest, ontwikkeld door het Israëlisch-Amerikaanse bedrijf StemRad in samenwerking met Lockheed Martin, presteerde ongeveer even goed als de zwaar afgeschermde schuilplaats aan boord van het Orion-ruimtevaartuig, maar zonder de bemanning op te sluiten in een kleine ruimte.

Zonnestormen, zoals de gebeurtenis van augustus 1972 die plaatsvond tussen Apollo 16 en Apollo 17, kunnen protonenuitbarstingen produceren die intens genoeg zijn om het risico op kanker te verhogen of stralingsziekte te veroorzaken. De atmosfeer en het magnetisch veld van de aarde absorberen deze straling, maar bemanningen die naar de maan of Mars gaan, missen die bescherming, en geen enkel ruimtevaartuig dat tot nu toe is gebouwd, heeft genoeg afscherming om het te stoppen. Het vest pakt dit aan door de astronaut te beschermen in plaats van het hele ruimtevaartuig, met de nadruk op stralingsgevoelige weefsels zoals beenmerg, borsten, maag, dikke darm en voortplantingsorganen.

Het ontwerp van het vest maakt gebruik van hogedichtheidspolyethyleen (HDPE), een plastic dat per massa meer waterstof bevat dan water, waardoor het een effectieve afscherming is. Om flexibiliteit te behouden, hebben ingenieurs het HDPE opgedeeld in duizenden hexagonale staven van 9 tot 60 millimeter lang, ingeklemd tussen elastische stoffen lagen. De lengtes van de staven werden berekend met de Bethe-Bloch-formule, die beschrijft hoe geladen deeltjes energie verliezen in materie. Het vest woog 26 kilogram op Artemis I, ongeveer evenveel als een volledig harnas van middeleeuwse plaatpantser.

Omdat Artemis I zonder bemanning vloog, werd het vest gedragen door een torso-fantoom genaamd Zohar, terwijl een identiek fantoom, Helga, onbeschermd ging. Beide waren gevuld met duizenden dosimeters. De meeste straling die werd geregistreerd, kwam van de binnenste Van Allen-gordel van de aarde, omdat er tijdens de vlucht geen zonnestorm plaatsvond. Het team gebruikte de doorkruising van de gordel als proxy en bouwde Monte Carlo-simulaties die overeenkwamen met de dosimeterwaarden binnen vijf procent. Vervolgens modelleerden ze twee historische stormen: het vest verminderde de effectieve dosis met ongeveer 60 procent voor de gebeurtenis van augustus 1972 en met ongeveer 40 procent voor de storm van oktober 1989, die energetischer was.

Het dragen van het vest tijdens een enkele grote storm zou de carrière van een astronaut met ongeveer 40 tot 193 dagen kunnen verlengen tegen NASA's levenslange dosislimiet van 600 millisievert, vergelijkbaar met de stormschuilplaats van Orion, maar met bewegingsvrijheid. Het vest doet weinig tegen galactische kosmische straling, die continu op hogere energieën arriveert. StemRad heeft het gewicht van het vest al verminderd van 26 naar 16 kilogram met behulp van Artemis I-gegevens, met als doel een lichtere versie die dagenlang rond de piek van een storm gedragen kan worden. De studie is gepubliceerd op http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adz1892.