За разработку этой технологии отвечала компания StemRad совместно со специалистами NASA. В рамках лунной миссии «Артемида I» ученые отправили в космос два одинаковых манекена, изготовленных из материалов, по плотности и свойствам полностью имитирующих человеческое тело. Один из них остался без противорадиационной защиты, а второй был одет в защитный жилет AstroRad весом 26 килограммов. Результаты анализов этого космического эксперимента опубликовали в журнале Science Advances.
Разработчики решили защитить только самые уязвимые зоны: костный мозг, где образуются клетки крови, а также внутренние органы и грудь. Руки, ноги и голова гораздо менее чувствительны к радиации. При этом от традиционного использования свинца отказались сознательно. При солнечных бурях пространство вне магнитного поля Земли заполняется протонами высоких энергий. Если такой протон врезается в тяжелое ядро свинца, он резко тормозится в его электрическом поле, порождая мощное вторичное гамма-излучение и каскад нейтронов. Из-за этого за свинцовой стеной радиационный фон для экипажа может стать даже выше, чем снаружи корабля.
Поэтому жилет сшили из особой модификации обычного пластика (высокоплотного полиэтилена), богатого водородом. Когда солнечные протоны сталкиваются с легкими ядрами водорода, те эффективно поглощают и рассеивают их кинетическую энергию, не генерируя опасного вторичного излучения. Чтобы жесткий пластик не мешал двигаться, его разбили на тысячи маленьких подвижных сегментов, зашитых между слоями эластичной ткани. Благодаря этому жилет облегает тело и сгибается почти как ткань, но при этом сохраняет защитные свойства монолитного материала.
Данные о том, насколько эффективно жилет защищает от мощных радиационных штормов, удалось собрать благодаря пролету через радиационный пояс Земли. Моделирование сильной солнечной бури показало, что незащищенный манекен получил бы поглощенную дозу около 1,5—2 грея (для человека однократная доза свыше 4—5 грей уже является смертельной без экстренной медицинской помощи). Надетый жилет снизил дозу облучения уязвимых внутренних органов до 0,6—0,9 грей (то есть примерно на 40—60 процентов), уберегая от развития острой лучевой болезни.
Это сопоставимо с эффективностью специального убежища внутри корабля (предусмотренного для того, чтобы астронавты укрывались от солнечных штормов). Однако в жилете экипаж может ненадолго покидать укрытие и выполнять краткосрочную работу вне убежища, не опасаясь за свое здоровье.
Авторы проекта уже модернизировали жилет: его массу удалось уменьшить с 26 до 16 килограммов без потери защитных свойств. Такие облегченные версии планируют использовать как стандартную экипировку при длительных полетах на Луну и Марс.