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BEMANNTE RAUMFAHRT
Schutzschilde aus Marsgestein?
Redaktion / Pressemitteilung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung GmbH
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19. September 2012

Während längerer Missionen zum Mond oder gar zum Mars müssen Astronauten vor gefährlicher kosmischer Strahlung geschützt werden - idealerweise mit Hilfe von Materialien, die sich bereits auf Mond oder Mars befinden. In Darmstadt untersucht man daher gegenwärtig, ob sich Mond- oder Marsgestein eignen würde, um daraus Schutzschilde für Bodenstationen zu bauen.

Linearbeschleuniger

Mit dem GSI-Linearbeschleuniger wird die kosmische Strahlung erzeugt. Foto: A. Zschau / GSI

Seit rund sechs Wochen ist der NASA-Rover Curiosity unterwegs auf dem Mars. Im übernächsten Jahrzehnt könnten vielleicht sogar Menschen zum Mars geschickt werden, um vor Ort Untersuchungen vorzunehmen. Für einen dazu nötigen Langzeitflug und den Aufenthalt auf dem Mars - oder auch schon auf dem Mond - müssen sich Astronauten vor kosmischer Strahlung schützen, da diese als hochgradig krebserregend gilt.

Wie könnte man die Astronauten also schützen und aus welchem Material müssten die entsprechenden Einrichtungen bestehen? Im Auftrag der europäischen Raumfahrtagentur ESA untersucht die GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH gegenwärtig, ob sich Mond- und Marsgestein eignen würde, um daraus Schutzschilder für Bodenstationen zu bauen.

Auf der Erde schwächen Atmosphäre und Magnetfeld die kosmische Strahlung ab. Doch auf Mond und Mars prasselt sie fast ungehindert ein. Die Strahlung kann durch Schädigung von Zellen und DNA bei den Astronauten zu Krebs führen. Natürlich kennt man auf der Erde Materialien, die diese gefährliche Strahlung abschirmen könnten. Sie sind aber eventuell nur zweite Wahl, wenn es um bemannte Raumfahrtmissionen geht: "In der Raumfahrt zählt jedes Gramm. Baumaterial mit einem Raumschiff durchs All zu transportieren würde die Kosten explodieren lassen. Deshalb würden Bodenstationen, insbesondere die Schutzschilder, vor allem aus Mond- und Marsgestein gebaut", erläutert Chiara La Tessa, Experiment-Leiterin in der GSI-Biophysik. 

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"Von Rovern, die Proben analysiert haben, ist bekannt, wie der Sand und die Steine dort zusammengesetzt sind. Mit dieser Information kann man Mondgestein und Marssand auf der Erde herstellen und wir testen sie auf ihre Eigenschaften," so La Tessa. Die für den Test notwendige "kosmische Strahlung" wird dabei mit dem GSI-Teilchenbeschleuniger erzeugt. Im All stammt diese Partikelstrahlung etwa aus Supernova-Explosionen von Sternen.

Kaum eine Anlage kann die einzigartige Zusammensetzung der Ionen im All so genau simulieren wie GSI. Nachdem das GSI-Team am amerikanischen Beschleunigerlabor in Brookhaven getestet hatte, wie viel Strahlung die Gesteinsplatten abhalten können, haben die Biophysiker nun bei GSI erforscht, wie viele Neutronen in den verschiedenen Materialien entstehen, wenn sie bestrahlt werden.

Trifft kosmische Strahlung auf das Gestein, zerschmettert sie manche Atomkerne in ihre Einzelteile, weil sie mit voller Wucht aufprallt. Dabei entstehen freie Neutronen. Sie wirken anders auf den menschlichen Körper als die kosmische Strahlung und können abhängig von ihrer Geschwindigkeit sogar schädlicher sein. Wie stark der Neutroneneffekt bei Mond- und Marsgestein ist und wie weit er sich durch das Material fortsetzt, wird bei GSI erforscht.

"Ich kann noch nicht einschätzen, wie das Material auf Bestrahlung reagiert", sagt La Tessa. "Werden viele Neutronen entstehen? Wie viele sind schnell und wie viele langsam? Das werden uns die Versuchsdaten sagen, wenn wir sie ausgewertet haben." Die von ESA finanzierten Tests wurden von Thales Alenia Space Italia koordiniert. Das Unternehmen ist Hauptpartner dieses Projekts und hat unter anderem das Experiment in Zusammenarbeit mit GSI geplant, die Materialien ausgesucht und wird die Ergebnisse einordnen.

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siehe auch
ISS: Strahlenbelastung der Astronauten im Visier - 20. Juli 2009
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