Strahlenbelastung für Mars-Astronauten: erste Messergebnisse

Seit August 2012 sammelt der bordeigene Strahlenmonitor des Marsrovers Curiosity Messwerte der kosmischen Strahlung. Die Strahlenbelastung für Menschen im Weltraum und auf dem Roten Planeten beeinflusst zukünftige bemannte Mars-Missionen wesentlich. Von ihr hängt ab, welche Schutzmaßnamen erforderlich sind und ob solch eine Mission medizinisch überhaupt vertretbar ist. Die Daten der ersten 300 Marstage wurden ausgewertet und am 9. Dezember im Fachmagazin Science veröffentlicht.

Nach den veröffentlichten Daten ergeben sich folgende Strahlendosen für einen Menschen bei der aktuellen Sonnenaktivität.

Strahlungsdosen für einen Menschen

  • 500 Tage Aufenthalt auf dem Mars: 0,32 Sievert
  • Hin- und Rückreise, 360 Tage, Abschirmung wie durch Curiosity: 0,66 Sievert
Vergleich der Strahlungsdosis während des Marsaufenthalts und der Hinreise mit den Dosen unter verschiedenen anderen Bedingungen.

Vergleich der Strahlungsdosis während des Marsaufenthalts und der Hinreise mit den Dosen unter verschiedenen anderen Bedingungen. Grafik: NASA

Solch eine Mission würde demnach eine Gesamtdosis von etwa 1 Sievert bedeuten. Aus medizinischen Langzeitstudien ist bekannt, dass diese Dosis die Wahrscheinlichkeit um 5% erhöht, tödlich an Krebs zu erkranken. Zum Vergleich ist das Lungenkrebsrisiko eines Rauchers gegenüber einem Nichtraucher um etwa 1500% erhöht. Für niedrige Erdumlaufbahnen sieht die NASA einen 3%-Anstieg des Krebsrisikos als Grenzwert für die Laufbahn eines Astronauten an. Für Missionen in die Tiefen des Sonnensystems müssen dagegen noch Grenzwerte festgelegt werden.

Durchschnittlich gemessene Tagesdosen

  • Marsoberfläche: 0,67 Millisievert pro Tag (August 2012 – Juni 2013)
  • Hinreise zum Mars: 1,8 Millisievert pro Tag innerhalb des Raumschiffs

Radiation Assessment Detector (RAD)

Der Radiation Assessment Detector (RAD) vor dem Einbau in den Mars-Rover Curiosity

Der Radiation Assessment Detector (RAD) vor dem Einbau in den Rover Curiosity. Nach dem Einbau nahe der vorderen linken Ecke des Rovers sieht der Detektor mit einem Öffnungswinkel von 65 Grad nach oben. Darin registrieren zwei unterschiedliche Instrumente geladene Teilchen, ein drittes weist elektrisch neutrale Teilchen nach. Bild: NASA/JPL-Caltech

Als Strahlenmonitor nutzt Curiosity den Radiation Assessment Detector (RAD). Entwickelt wurde er von Forschern des US-amerikanischen Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder, Colorado, und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel im Auftrag der US-Raumfahrtbehörde NASA und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt DLR. RAD analysiert das volle Spektrum der Teilchenstrahlung, die den Mars erreicht. Dazu gehören die galaktische kosmische Strahlung, energiereiche Teilchen von der Sonne, Neutronen und weitere Teilchen, die durch Wechselwirkung mit dieser Strahlung in der Marsatmosphäre und im Marsboden entstehen.

Nutzung der Daten

Durch diesen weitgefächerten Messbereich kann erstmals die gesamte Strahlendosis, die ein Menschen auf dem Mars aufnehmen würde, ermittelt werden. Das ist nicht nur für zukünftige bemannte Mars-Missionen wichtig, auf der die Astronauten durch die Abschirmung des Raumschiffs oder eine Behausung auf dem Mars geschützt werden müssen. Die Daten sind auch wichtig für die Abschätzung der Entwicklung eventueller Mikroorganismen auf dem Mars. Zudem werden mit den Daten physikalische Modelle der Marsatmosphäre überprüft.

Links

Originalpublikation: Donald M. Hassler et al.: The Radiation Environment on the Surface of Mars measured with the Mars Science Laboratory’s Curiosity Rover, Science, published online December 9 2013, DOI: 10.1126/science.1244797
http://www.sciencemag.org/content/early/2013/12/05/science.1244797.abstract

SwRI Radiation Assessment Detector (RAD) Homepage
http://www.boulder.swri.edu/~hassler/rad/

SwRI scientists publish first radiation measurements from the surface of Mars
http://www.swri.org/9what/releases/2013/mars-measurements.htm

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
http://www.uni-kiel.de/pressemeldungen/index.php?pmid=2013-378-marsstrahlung

Marsrover Curiosity
http://mars.jpl.nasa.gov/msl/

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