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©  ESA/NASA–T. Pesquet

Mit den Artemis-Missionen der NASA beginnt auch die Besiedlung des Mondes. Eine große Gefahr dabei ist die krebserregende kosmische Strahlung. Doch was ist das genau?

Köln – Die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA schickt gemeinsam mit ihren internationalen Partnern wieder Astronauten und zum ersten Mal auch Astronautinnen zum Mond. Auf dem Weg dort hin und auch auf der Mondoberfläche sind sie der galaktisch-kosmischen Weltraumstrahlung ausgesetzt. Und diese hat es in sich: Sie erhöht das Risiko einer Krebserkrankung. 

Zwar sind wir durch unsere Erdatmosphäre geschützt – Astronauten auf dem Weg zum Mond oder noch weiter hinaus sind das kaum. Thomas Berger vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR hat mit kreiszeitung.de über die Gefahr der galaktisch-kosmischen Strahlung gesprochen. 

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„Die galaktisch-kosmische Strahlung, die auch von Supernova-Explosionen kommt, besteht aus sehr hochenergetischen Protonen bis zu Eisenionen. Diese sind sehr hochenergetisch, hochaeronisiert und können, wenn sie durch den Körper durchdringen, Doppelstrangbrüche in der DNA erzeugen“, erklärt Berger. Und genau diese Strahlung befindet sich überall im Weltraum.

Kosmische Strahlung und Sonnenstürme: Gefahr auch für die ISS-Besatzung 

 Somit ist auch die Besatzung der Internationalen Raumstation ISS dieser Strahlung ausgesetzt. Zum Glück der Astronauten und Astronautinnen fliegt die Raumstation nur in einer Höhe von etwa 407 Kilometern über dem Meeresspiegel und wird somit vom Magnetfeld der Erde geschützt. 

Es gibt jedoch auch Sonnenstürme. Auf der Erde nehmen wir sie als Polarlichter wahr. Was schön aussieht, kann elektronische Geräte ausfallen lassen. „Wenn ein solares Teilchenereignis auftritt, würden die Astronauten sich in Schutzräumen für eine gewisse Zeit aufhalten. Das sind Bereiche, die vor Strahlung besser geschützt sind als andere Bereiche der Raumstation“, sagt der Leiter der Arbeitsgruppe Biophysik am DLR.

Die Besatzung ist bei einem Sonnensturm einer weit höheren und konzentrierten Strahlendosis ausgesetzt. Wenn sich nun ein Astronaut auf einem Außenbordeinsatz befindet, würde dies an der Strahlenkrankheit erkranken: „Sie kennen das leider vielleicht aus Hiroshima und Nagasaki, aus den Bildern und Ergebnissen, die zeigen, dass den Menschen die Haare ausgehen, dass sich die Haut verfärbt… Das sind alles Folgen von einer sehr hohen Strahlendosis in einer sehr kurzen Zeit.“ Diese kann zum Tod führen.

Höhere Strahlenbelastung im freien Weltraum

Für interplanetare Missionen sieht die ganze Geschichte anders aus. Auf dem Weg zum Mond oder anderen Planeten wird das Erdmagnetfeld verlassen. Zunächst werden die Raumfahrenden den Van-Allen-Strahlungsgürtel durchfliegen. Benannt wurde er nach seinem Entdecker, dem US-amerikanischen Astrophysiker James Alfred Van Allen. 

Bereits auf der Höhe von geostationären Satelliten, die fliegen in etwa 36.000 Kilometer über dem Meeresspiegel, ist die Weltraumstrahlung erhöht. Im Van-Allen-Strahlungsgürtel sind laut Berger „hochenergetische Protonen und Elektronen eingefangen. Einerseits schützt uns das Magnetfeld, andererseits sind die Teilchen im Magnetfeld gefangen“ – Fluch und Segen zugleich. Problematisch wird es, wenn dieser Strahlungsgürtel verlassen wird. Denn dann hat das Erdmagnetfeld keine schützende Wirkung mehr.

Deutsche Forschung bei der Mondmission

Wie hoch die Strahlung genau ist, will das DLR mit seiner MARE-Mission herausfinden. Bei der Artemis-I-Mission werden zwei Phantom-Puppen an Bord des Orion-Raumschiffs sein. In deren künstlichen Organen und auf der Außenhaut sind Strahlenmessgeräte verbaut. Einer der beiden Puppen wird zusätzlich eine Schutzweste tragen. Damit will das DLR gemeinsam mit seinem israelischen Partner herausfinden, ob die Strahlenbelastung bei einem Flug zum Mond verringert werden kann.

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„Wenn sie jetzt in einem Raumschiff sitzen und zum Mond fliegen, kommt diese Strahlung von überall, also aus allen Richtungen an“, erklärt Berger. Und bei der zweiten Artemis-Mission werden bereits vier Astronauten an Bord des Orion-Raumschiffs sein. Bei Artemis III sollen zwei von ihnen auf der Mondoberfläche landen – ursprünglich war dafür ein Zwischenstopp an der geplanten Mondraumstation Lunar Gateway geplant. Während ihres einwöchigen Aufenthaltes werden sie für mehrere Erkundungstouren das Mondlanderaumschiff verlassen. 

Wie wirkt sich die kosmische Strahlung auf der Mondoberfläche aus?

Dann kann die Weltraumstrahlung nicht mehr von unten – also der Mondoberfläche – auf den Menschen einwirken, womit die Strahlendosis im Gegensatz zum freien Weltraum halbiert wird. Berger hat dennoch keine guten Nachrichten: „Aber die Strahlung trifft ja auch auf die Mondoberfläche und galaktisch-kosmische Strahlung, hochenergetische Protonen, Helium und so weiter, die wechselwirken mit der Oberfläche und erzeugt Sekundärstrahlung.“ 

Wie hoch die Strahlenbelastung dann sein wird, wollen Berger und sein Team vermutlich Ende des Jahres herausfinden. Dann soll nämlich die Peregrine Mission One vom privaten amerikanischen Raumfahrtunternehmen Astrobotic starten und auf der Mondoberfläche landen. Auch dort wird sich eines der Strahlenmessgeräte befinden, dass bereits bei der MARE-Mission mit zum Mond fliegt. 

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Die ersten Auswertungen der Daten wird es dann wohl in 2023 geben. Eines will uns Berger noch auf den Weg geben: „Wenn Sie sich jetzt wirklich über lange Zeit im Weltraum aufhalten und dieser Strahlung in einer hohen Dosis ausgesetzt sind, kann es dazu führen, dass ihr Krebsrisiko erhöht sein wird. Nach 20 bis 30 Jahren würden sie dann Krebs bekommen. Das heißt aber nicht, dass sie Krebs wirklich auch bekommen. Es heißt, dass das Risiko erhöht ist.“