Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/raumfahrt-zwei-phantome-fliegen-zum-mond-2002-146633.html    Veröffentlicht: 14.02.2020 12:06    Kurz-URL: https://glm.io/146633

Raumfahrt

Zwei Phantome fliegen zum Mond

Astronauten könnte man nicht so quälen. Deshalb müssen Helga und Zohar dran glauben. Gespickt mit Messgeräten werden sie zum Mond geschickt, um endlich die wichtige Frage zu klären: Was macht die Weltraumstrahlung mit dem Organismus?

Hautjucken, Haarausfall, Kopfschmerzen, vielleicht sogar innere Blutungen: Für Ken Mattingly, John Young und Charles Duke oder Harrison Schmitt, für Eugene Cernan und Ronald Evans hätte der Flug zum Mond schlimme Folgen haben können. 1972, zwischen den Missionen Apollo 16 und Apollo 17, kam es zu einem solaren Teilchenereignis, das die Besatzung eines Raumfahrzeugs auf dem Weg zum Mond oder zur Erde schwer hätte treffen können.

"Wenn die Astronauten damals, während dieser Sonneneruption, zum Mond geflogen wären, hätten sie so hohe Dosen [Strahlung] abbekommen, dass sie mit ziemlicher Sicherheit strahlenkrank gewesen wären und nicht mehr ihre Arbeiten hätten durchführen können", erzählt Thomas Berger, wissenschaftlicher Leiter des Projekts Matroshka Astrorad Radiation Experiment (Mare) am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Gespräch mit Golem.de. Inzwischen bereitet die US-Raumfahrtbehörde National Aeronautics And Space Administration (Nasa) die Rückkehr zum Mond vor. Doch noch immer ist nicht vollständig geklärt, wie hoch die Strahlendosis ist, die ein Mensch auf dem Weg zum Mond abbekommt. Und vor allem: wie der Körper darauf reagiert.

Das wollen Berger und seine Kollegen herausfinden: Wenn Ende des Jahres das US-Raumfahrzeug Orion Multi-Purpose Crew Vehicle mit dem Europäischen Servicemodul (ESM) zu seinem unbemannten Erstflug - der Mission Artemis 1 - startet, werden Helga und Zohar mitfliegen und während der 42 Tage im All Strahlenmessungen durchführen - oder besser: gemessen werden.

"Unterschiedliche Organe sind unterschiedlich empfindlich, was die Strahlung anbelangt. Sie können Ihre Haut mit sehr viel höheren Strahlendosen bestrahlen als die blutbildenden Organe, die Fortpflanzungsorgane oder bei Frauen auch die Brust", erklärt Berger. "Das heißt, um abschätzen zu können, wie hoch das Risiko ist, muss man das Risiko bzw. die Strahlendosis über jedes einzelne Organ aufsummieren."

Das geht aber schlecht am lebenden Objekt: Menschen wollen nicht angebohrt werden und Hunderte Messsonden im Körper verteilt bekommen. Deshalb schicken die DLR-Forscher Helga und Zohar auf den Weg zum Mond.

Die beiden sind sogenannte Phantome, lebensgroße Torsi mit Köpfen aus Kunststoff, die, was die Einwirkung von Strahlung anbelangt, die gleichen Eigenschaften haben wie das Gewebe des menschlichen Körpers - und zwar verschiedene Arten von Gewebe: Haut, Knochen, Organe. "Der Kunststoff simuliert die jeweiligen Körpergewebe", sagt Berger. "Wir haben die Knochen simuliert, wir haben die blutbildenden Organe simuliert. Das kann man alles mit diesem Kunststoff aufbauen."

Zohar trägt eine Weste

Gewebeäquivalente oder anthropomorphe Phantome werden diese Figuren genannt. Jede ist 95 cm hoch, knapp 35 cm breit und wiegt 36 kg. Hergestellt wurden die Phantome vom US-Unternehmen CIRS. Das Unternehmen baut Phantome und Gewebesimulationen, etwa um die Strahlenbelastung in der Krebsbehandlung zu erfassen.

Auch in den Weltraum flog ein solches Phantom schon, allerdings ein männliches: Zwischen 2004 und 2011 wurde es auf der Internationalen Raumstation ISS eingesetzt. Von März 2004 bis August 2005 war es außen an der ISS angebracht, um dort die Strahlenbelastung zu messen (MTR-1). In drei weiteren Projektphasen wurden die Messungen im Inneren der Station fortgeführt.

Helga und Zohar sind in 38 Scheiben aufgeteilt, jede ist 2,5 cm dick. So können die Forscher sie mit jeweils rund 6.000 Sensoren ausstatten. "Am Ende werden Helga und Zohar gespickt sein mit Strahlungsmessgeräten", sagt Berger. Die meisten sind passiv, kleine Kristalle. An den empfindlichsten Organen bringen die Forscher aktive Detektoren an. So wollen sie erfassen, wie hoch das Risiko für Raumfahrer auf Langzeitmissionen ist.

Dabei geht es in erster Linie um Krebs. Während eines mehrmonatigen Flugs zum Mars kann es auch zu einer Sonneneruption kommen. Weiteres Ziel der Mission ist es, einen Schutz vor solchen Ereignissen zu testen. Dafür wird Zohar eine Weste tragen. Entwickelt wurde Astrorad von dem israelischen Unternehmen Stemrad. Es stellt Strahlenschutzwesten für verschiedene Anwendungsbereiche her, etwa für den medizinischen Bereich, für Rettungskräfte oder Atomkraftwerke.

Die Weste besteht aus einem Kunststoff mit einem hohen Wasseranteil und soll vor den kurzzeitigen, sehr hohen Strahlenexpositionen schützen, die nach einer Sonneneruption auftreten können. Zwar verfügt ein Raumfahrzeug wie Orion über einen Schutzraum, den die Besatzung dann aufsuchen kann. Wenn die Astronauten aber eine Schutzweste trügen, könnten sie länger draußen bleiben und ihrer Arbeit nachgehen.

"Wir testen, einerseits: Wieviel Strahlung bekommt eine Astronautin ab, wenn sie zum Mond fliegt, gleichzeitig wieviel Strahlung würde sie weniger abkommen, wenn die diese Strahlenschutzweste tragen würde", sagt Berger.

Die Strahlung auf der ISS ist etwa 250 Mal so hoch wie auf der Erde, wo uns die Atmosphäre und das Erdmagnetfeld schützen. Im interstellaren Raum steigt die Belastung noch einmal um den Faktor vier gegenüber der ISS. Das heißt, die Belastung ist ungefähr 1.000 Mal so hoch wie auf der Erde.

Diese Daten sind bekannt - von Messungen auf Raumsonden, die zum Mars geflogen sind. Die sind aber einer deutlich geringeren Strahlenabschirmung ausgestattet als ein bemanntes Raumfahrzeug. "Was wir aber nicht wissen, ist: Wieviel ist es wirklich, wenn wir in einem Raumschiff fliegen, das für Menschen gebaut wurde und nicht auf einem Satelliten, der einfach mal so durch den Weltraum fliegt?", sagt der Wissenschaftler. "Dann wird das Spannende sein: Schirmt diese Strahlenschutzweste wirklich so gut ab, wie wir es aus den Simulationsrechnungen ausgerechnet haben und wieviel Risiko mehr haben wir wirklich, wenn wir zum Mond fliegen."

Zwar lasse sich so etwas vorher berechnen, sagt Berger, "aber jede Simulationsrechnung ist nur so gut, wie die wirkliche Messung, gegen die Sie sie dann vergleichen können." In etwa einem Jahr werden wir mehr wissen.

 (wp)


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