Experiment: Phantome sollen erstmals Strahlenbelastung während bemannter Mondflügen testen

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Helga, eines der beiden Mondflug-Phantome.
Copyright: DLR/CC-BY 3.0

Köln (Deutschland) – Die Frage nach der Strahlenbelastung für den menschlichen Körper während eines Fluges zum Mond, stellt möglicherweise einen limitierenden Faktor für zukünftige Langzeitaufenthalte des Menschen im freien Weltraum und auf dem Mond dar. Mit sogenannten Phantomen wollen Wissenschaftler nun erstmals genau untersuchen, welcher Strahlenbelastung Menschen auf dem Weg zum Mond genau ausgesetzt sind.

Wie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) berichtet, dienen die Experimente nicht nur zur genauen Bestimmung des Strahlenrisikos, sondern natürlich auch dazu, mögliche Maßnahmen zum Schutz entwickeln zu können.

Im Jahr 2020 will das DLR gemeinsam mit der israelischen Raumfahrtagentur ISA, dem israelischen Industriepartner „StemRad“ sowie „Lockheed Martin“ und der NASA hierzu das Experiment „MARE“ (Matroshka AstroRad Radiation Experiment) mit der ersten Mondmission des neuen NASA-Raumschiffes „Orion“ im Rahmen der NASA Exploration Mission 1 (NASA EM-1) zum Mond schicken: „Mit MARE werden erstmals zwei weibliche Phantome, ausgestattet mit Strahlungsdetektoren und eine der beiden mit einer Strahlenschutzweste, einen Raumflug antreten.“

Bei den 95 Zentimeter großen „Phantomen“ handelt es sich um die mit Sensoren bestückte lebensgroße High-Tech-Scheiben-Puppen „Helga“ und „Zohar“, die während der noch unbemannten Mission, die Sitzplätze in der Orion-Kapsel einnehmen werden.

„Die beiden aus jeweils 38 Scheiben bestehenden Phantome fliegen stellvertretend für zwei Astronautinnen. In ihrem Inneren haben sie über 5.600 passive Detektoren sowie 16 aktive Detektoren, die die Strahlung während des Fluges messen werden“, berichtet die Pressemitteilung des DLR.

Blick in eines der beiden Mondflug-Phantome.
Copyright: DLR/CC-BY 3.0

Während „Helga“ ungeschützt zum Mond fliegt, wird „Zohar“ die neuentwickelte Strahlenschutzweste (AstroRad) tragen, die den Oberkörper, aber auch die Gebärmutter und die blutbildenden Organe abdeckt. Auf diese Weise wollen die Wissenschaftler erstmals messen, welche Strahlenbelastung bei einem bemannten Flug zum Mond für die Astronautinnen und Astronauten entsteht.

Hintergrund: Strahlungsbelastung als Argument gegen die Apollo-Flüge?
Im Umfeld von Verschwörungstheorien rund um die bemannten Mondflüge und -Landungen der Apollo-Missionen wird gerade auch die Strahlungsbelastung bei einem Flug zum Mond und zurück als Argument gegen die Machbarkeit der Apollo-Flüge zum Mond diskutiert. Tatsächlich waren sowohl die Raumschiffe selbst als auch die Raumanzüge der Astronauten kaum gegen die Strahlung im Weltraum und auf der Oberfläche geschützt. Hinzu mussten die Apollo-Flüge den Van-Allen-Strahlungsgürtel zwischen Erde und Mond durchqueren, innerhalb dessen eine für irdische Verhältnisse hohe Strahlung vorherrscht.

Während die dortige Strahlung auf Dauer tatsächlich tödlich wäre, dauerte die Reise durch den Strahlungsgürtel für die jeweiligen Apollo-Astronauten allerdings nur etwa 90 Minuten. Hierbei betrug die von den Astronauten aufgenommene Strahlendosis denn auch gerade einmal ca. 4,3 Millisievert während der gesamten Durchquerung. Das entspricht dem doppelten der jährlichen natürlichen Strahlendosis in Mitteleuropa. Kein Hindernis also, selbst für die kaum Strahlengeschützten Apollo-Astronauten von einst.

Im Innern der beiden Phantome befinden sich Organe und Knochen aus Kunststoff unterschiedlicher Dichte. “Mit Helga und Zohar wird ein Frauenkörper inklusive Fortpflanzungsorgane und Brüste simuliert”, erläutert Dr. Thomas Berger vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, der wissenschaftliche Leiter des MARE-Experiments. “Die Anzahl der Astronautinnen wird immer größer, daher haben wir uns für weibliche Phantome für unser Experiment entschieden.”

Erfahrungen mit der Messung von Strahlung im All haben er und sein Team bereits unter anderem durch das „Matroshka Experiment“ (s. Abb. l.; Copyright: NASA), einem männlichen Phantom, das in den Jahren 2004 bis 2011 sowohl im Inneren als auch an der Außenseite der Internationalen Raumstation (ISS) der Strahlung ausgesetzt wurde (…GreWi berichtete).

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Auch innerhalb des europäischen Forschungslabors Columbus misst das DLR derzeit mit dem Experiment DOSIS 3D, welche Strahlungsbelastung dort herrscht. “Die Risiken im Weltraum liegen für Astronauten in den Auswirkungen der Schwerelosigkeit, den psychologischen Aspekten und vor allem in den möglichen Langzeitschäden durch die galaktische kosmische Strahlung sowie den Kurzzeitstrahlungseffekten durch ein solares Teilchenereignis.”

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