Außerhalb des Erdmagnetfelds existiert gefährliche Strahlung. Das könnte auch lange Reisen zum Mars erschweren, wie eine neue Studie zeigt.

London – Eine Reise ins Weltall ist für den menschlichen Körper anstrengend – und zwar nicht nur wegen des heftigen Raketenstarts. Auch die Schwerelosigkeit im Weltraum wirkt sich auf die Menschen aus, genau wie die Strahlung im All. Eine verringerte Knochendichte, Knochenschwund, eine Schwächung des Herzens und der Sehkraft wurden bei Astronautinnen und Astronauten nach Weltraumaufenthalten ebenso festgestellt wie die Entwicklung von Nierensteinen.

Die Forschung geht davon aus, dass viele dieser Probleme durch Weltraumflüge daher kommen, dass die Menschen im Weltall der Weltraumstrahlung ausgesetzt sind. Gemeint sind damit beispielsweise der Sonnenwind oder galaktische kosmische Strahlung (GCR) aus dem tiefen Weltraum – vor beidem schützt das Magnetfeld der Erde die Menschen, die sich auf dem Planeten befinden. Wer sich beispielsweise an Bord der Internationalen Raumstation ISS in 400 Kilometern Höhe befindet, hält sich größtenteils außerhalb des Magnetfelds auf und ist dem Sonnenwind ausgeliefert.

Menschen sind der Weltraumstrahlung auf dem Weg zum Mars ausgesetzt

Die 24 Menschen, die den niedrigen Erdorbit verlassen haben, um in den 1960er und 1970er Jahren zum Mond zu fliegen, waren außerdem galaktischen kosmischen Strahlen (GCR) ausgesetzt. Sie hielten sich jedoch nur für mehrere Tage in einem Bereich auf, wo sie nicht vor den Strahlen geschützt waren. Bei künftigen Missionen zum Mars wird das anders sein: Allein die Hin- und Rückreise zum roten Planeten wird jeweils mehrere Monate dauern, dazu kommt der Forschungsaufenthalt auf dem Mars. Was passiert also mit dem menschlichen Körper, wenn er so lange der galaktischen kosmischen Strahlung ausgesetzt ist?

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Ein Forschungsteam vom University College in London (UCL) hat sich diese Frage vorgenommen und speziell auf die Niere bezogen. Analysen der Nieren von Menschen und Tieren, die im Weltall waren, zeigten: Die Nieren werden durch die Bedingungen im Weltall „umgebaut“, wobei bestimmte Nierentubuli, die für die Feinabstimmung des Kalzium- und Salzhaushalts zuständig sind, nach weniger als einem Monat im Weltraum Anzeichen von Schrumpfung aufwiesen.

Warum treten im Weltall Probleme wie Nierensteine auf?

Keith Siew, der Leiter der Studie, die im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht wurde, betont: „Wir wissen, was mit den Astronauten auf den bisher durchgeführten relativ kurzen Weltraummissionen passiert ist, nämlich eine Zunahme von Gesundheitsproblemen wie Nierensteinen. Was wir nicht wissen, ist, warum diese Probleme auftreten und was mit Astronauten auf längeren Flügen, wie der geplanten Marsmission, passieren wird.“

Diese Dinge wurden auf dem Mars entdeckt – sie gehören dort nicht hin

Ein heller Fleck am Horizont des Mars, zu sehen auf einem Bild, das der Nasa-Rover „Curiosity“ am 3. April 2014 mit seiner rechten Navigationskamera gemacht hat, sorgte nach der Aufnahme für Aufsehen. Beobachtende wollen ein Ufo erkannt haben oder etwas anderes, das auf außerirdische Wesen hindeutet. Da auf einem Bild, das die linke Navigationskamera zur gleichen Zeit gemacht hat, der Fleck nicht zu sehen ist, wurde diese Theorie schnell ausgeschlossen. Es handelt sich wohl um kosmische Strahlung, die nur eine der beiden Kameras traf.

Der Nasa-Rover „Perseverance“ hat dieses mysteriöse Objekt auf dem Mars fotografiert. Die Nasa hat eine Erklärung, worum es sich bei dem seltsamen Zylinder handelt.

Der Nasa-Rover „Curiosity“ hat auf dem Mars dieses Gebilde fotografiert, das an eine Blume oder Koralle erinnert. Es handelt sich um eine sogenannte Konkretion. Auch die runden Gebilde daneben sind Konkretionen.

Der Nasa-Rover „Perseverance“ und der Stein „Rochette“, den der Rover einige Tage nach dieser Aufnahme anbohren wird. Einen Twitter-Nutzer erinnert die Aufnahme an „teilweise vergrabene Skelette“.

Wer hat dieses Tor auf dem Mars in Stein gehauen? Vermutlich war ein Erdbeben am Werk, dazu kommt das psychologische Phänomen der Pareidolie.

„Dieses Marsgestein könnte wie ein Oberschenkelknochen aussehen. Die Mitglieder des Wissenschaftsteams der Mission glauben, dass seine Form wahrscheinlich durch Erosion, entweder durch Wind oder Wasser, entstanden ist“, heißt es bei der Nasa. Aufgenommen hat es der Mars-Rover „Curiosity“ im August 2014.

Um das herauszufinden, wurden für die Studie Mäuse simulierten galaktischen kosmischen Strahlen ausgesetzt, die einer 1,5- beziehungsweise 2,5-jährigen Mars-Mission entsprachen. Das alarmierende Ergebnis: Die Nieren der Mäuse, die die Strahlungsmenge von 2,5 Jahren abbekommen hatten, wurden dauerhaft beschädigt und funktionierten nicht mehr.

Gefährliche Reise zum Mars: Die Niere könnte auf der langen Reise versagen

Siew ist sich sicher: „Wenn wir keine neuen Methoden zum Schutz der Nieren entwickeln, würde ich sagen, dass ein Astronaut es zwar zum Mars schaffen könnte, aber auf dem Rückweg eine Dialyse benötigt.“ Der Forscher fährt fort: „Wir wissen, dass die Nieren erst spät Anzeichen von Strahlenschäden zeigen; wenn sich dies bemerkbar macht, ist es wahrscheinlich zu spät, um ein Versagen zu verhindern, was für die Erfolgschancen der Mission katastrophal wäre.“

Schutz der Niere für Missionen zum Mars hilft auch Menschen auf der Erde

Das Forschungsteam betont in einer Mitteilung jedoch auch: Jetzt, wo man das Problem identifiziert hat, kann man nach einer Lösung suchen. Co-Autor Stephen B. Walsh sagt dazu: „Unsere Studie unterstreicht die Tatsache, dass bei der Planung einer Weltraummission die Nieren eine große Rolle spielen. Man kann sie nicht mit Abschirmungen vor der galaktischen Strahlung schützen, aber wenn wir mehr über die Biologie der Nieren erfahren, ist es vielleicht möglich, technische oder pharmazeutische Maßnahmen zu entwickeln, die längere Weltraumreisen erleichtern.“

Und davon wiederum könnten auch Menschen profitieren, die auf der Erde bleiben, so Walsh: „Medikamente, die für Astronauten entwickelt werden, können auch hier auf der Erde von Nutzen sein, indem sie zum Beispiel die Nieren von Krebspatienten in die Lage versetzen, höhere Dosen der Strahlentherapie zu vertragen, denn die Nieren sind einer der limitierenden Faktoren in dieser Hinsicht“. (tab)

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