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MARS SCIENCE LABORATORY
Die Strahlenbelastung einer Marsmission
Redaktion / Pressemitteilung des DLR und der Universität Kiel
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31. Mai 2013

Bereits auf dem Weg zum roten Planeten hat der Marsrover Curiosity Messungen im Inneren der Raumsonde gemacht. Diese Daten sollten helfen, das gesundheitliche Risiko einer bemannten Marsmission besser abschätzen zu können. Nach den heute veröffentlichten Ergebnissen wäre die Belastung zwar beträchtlich, würde eine Mission aber nicht unmöglich machen.

Mars Science Laboratory

Schon auf dem Weg zum Mars wurden im Inneren der Raumsonde Messungen durchgeführt. Bild: NASA / JPL-Caltech

Noch während die Raumsonde mit dem Marsrover Curiosity an Bord zum Mars flog, war ein Instrument bereits in Betrieb: der Radiation Assessment Detector (RAD), ein Strahlungsmessgerät (astronews.com berichtete). "Zum ersten Mal konnte damit die Strahlung im Inneren einer Raumsonde im interplanetaren Raum zwischen Erde und Mars gemessen werden", erklärt Dr. Günther Reitz, Wissenschaftler am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) die Bedeutung der Messungen, deren Ergebnisse heute in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurden. "Bisher hatten wir nur Modellrechnungen, nun haben wir echte Daten, welcher Strahlungsdosis ein Astronaut bei seiner Reise zum Mars ausgesetzt wäre."

Das Mars Science Laboratory war am 26. November 2011 ins All gestartet, um den Marsrover Curiosity zum roten Planeten zu bringen, der schließlich am 6. August 2012 im Gale-Krater landete. Vom 6. Dezember 2011 bis zum 14. Juli 2012 zeichnete das schuhkartongroße Messgerät RAD auf dem Rover aber schon während des Flugs durch den Weltraum die galaktische Strahlung auf. Es saß dabei - ähnlich wie ein Astronaut - im Inneren der Raumsonde und wurde durch deren Hülle und andere Bauteile teilweise vor der Strahlung abgeschirmt.

Dabei war RAD jeden Tag im Durchschnitt einer Strahlungsdosis von 1,8 Millisievert ausgesetzt. Unter der schützenden Hülle der Erdatmosphäre hingegen beträgt die jährliche Strahlendosis durch kosmische Strahlung lediglich 0,3 Millisievert. "Die Erde ist durch ihr Magnetfeld und ihre Atmosphäre vor der Welttraumstrahlung geschützt - dieser Schutz fehlt natürlich bei einem Flug durchs All", so Reitz. Ein Astronaut auf dem Weg zum Mars wäre somit einer ähnlichen Strahlenbelastung ausgesetzt.

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"Zwei Arten von Strahlung stellen ein Risiko für Astronauten im Weltraum dar: Der Großteil der Strahlenbelastung wird durch die relativ konstante kosmische Strahlung erzeugt. Der zweite Teil entsteht durch kurzfristige Einwirkung solarer energiereicher Teilchen, welche in Sonneneruptionen erzeugt wurden", erklärt Professor Robert Wimmer-Schweingruber, von der Universität Kiel, dessen Arbeitsgruppe das Messgerät baute. Deswegen war es für das Team ein glücklicher Zufall, dass RAD auch die Strahlung von fünf solaren Stürmen während der Reise aufzeichnen konnte. So ließen sich bereits während des Fluges wertvolle Daten über den Einfluss von Sonnenstürmen auf die Strahlenbelastung sammeln.

Mit der genauen Kenntnis über die Stärke der Abschirmung und die Höhe der Strahlungsdosis können die Wissenschaftler nun die bestehenden Modellrechnungen verifizieren. Bisher fehlte dafür die Datenbasis. "Die gemessenen Werte sind keine Überraschung, sie helfen uns aber dabei, die Modelle zu verbessern", bewertet Reitz die Messdaten.

Das Strahlenmessgerät RAD wird durch das DLR gefördert und von einem Wissenschaftler-Team des DLR, der Christian-Albrechts-Universität Kiel und des amerikanischen Southwest Research Institute betrieben. Die gewonnenen Daten sollen dazu beitragen, zukünftige Langzeitmissionen für Astronauten besser planen zu können und Maßnahmen zu entwickeln, um die Strahlendosis möglichst gering zu halten.

Aus den von RAD gelieferten Daten errechneten die Forscher auch die Gesamtbelastung für einen Menschen auf einer 360 Tage dauernden Hin- und Rückreise vom Mars. Sie beträgt bei ähnlicher Raumschiffabschirmung und Sonnenaktivität durchschnittlich ungefähr 0,67 Sievert. "Damit liegt die Belastung noch unter der Grenze von ungefähr 0,8 Sievert, die Astronauten in ihrer gesamten Laufbahn ausgesetzt sein dürfen. Bemannte Missionen sind also machbar, jedoch nicht unkritisch", urteilt Wimmer-Schweingruber.

Dieser Meinung ist auch Reitz, der selbst einen einjährigen Aufenthalt auf der Oberfläche des Mars für durchführbar hält: "Es kommt dann auf die Abschirmung an, um die Astronauten vor der Strahlung zu schützen - zudem hat der menschliche Körper auch einen natürlichen Reparaturmechanismus für geschädigte Zellen."

Daten über die genaue Strahlenbelastung auf dem Mars sammelt RAD nun seit der Landung: "Die Messungen vor Ort sind bisher einmalig," so Reitz, nur sei leider zurzeit die Aktivität der Sonne noch vergleichsweise niedrig. "Wir würden uns natürlich über Sonnenstürme freuen, um deren Einfluss auf die Strahlenexposition auf der Marsoberfläche besser verstehen zu lernen."

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siehe auch
Mars Science Laboratory: Sonnensturm traf auch Curiosity - 20. Januar 2012
Mars Science Laboratory: Curiosity misst Strahlung im All - 14. Dezember 2011
Mars Science Laboratory, Missions-Webseite bei astronews.com mit Missionslog
Mission Mars, die astronews.com-Berichterstattung über die Erforschung des roten Planeten
Links im WWW
DLR
Universität Kiel
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