"Curiosity"-Daten Marshöhlen könnten Menschen vor Extremstrahlung schützen

Der Mars ist kein Freizeitplanet für Weltraumtouristen. Kosmische Strahlung und Sonnenstürme machen einen Trip dorthin zu einem beträchtlichen Gesundheitsrisiko - erstmals belegen dies Messungen von "Curiosity". Doch es gibt Gegenmaßnahmen.

Mars One

Von Thorsten Dambeck


Wenn eines Tages Astronauten den Mars besuchen, werden sie womöglich kaum Tageslicht sehen. Denn die Devise wird lauten: Ab in den Untergrund! Dorthin könnten sich die Marsfahrer am ehesten vor den gefährlichen kosmischen Strahlen auf der Oberfläche flüchten. Dies legen Messungen nahe, die das Marsmobil "Curiosity" bei seinen ausgedehnten Exkursionen in der roten Wüste durchgeführt hat.

Ein internationales Forscherteam um Donald Hassler vom South West Research Institut in Boulder (Colorado) berichtet im Fachblatt "Science" über die Messungen eines speziellen Bordinstruments von "Curiosity". Der Radiation Assessment Detector (RAD), ein Gerät von der Größe eines Schuhkartons, zeichnete bereits während des 253 Tage dauernden Anflugs die Strahlendosis auf, der Astronauten ausgesetzt wären. Dabei sorgten die Hülle von "Curiositys" Raumkapsel und die anderen Bauteile im Innern der Kapsel für einen vergleichbaren Schutz, wie ihn auch künftige Marsfahrer erwarten dürften.

Nach der Landung blieb RAD eingeschaltet, akribisch registrierte es Tag für Tag die Strahlung. Die Auswertungen der ersten 300 Tage dieser Messphase wurden nun publiziert. Die Daten sind ein echtes Novum: Sie erlauben erstmals die Strahlendosis für kommende Marsmissionen realistisch abzuschätzen.

Genug für ein ganzes Astronautenleben

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Roter Planet: Leben in der Strahlungshölle
Die Strahlung aus dem Weltall hat zwei verschiedene Quellen: einerseits die permanente galaktische kosmische Strahlung, andererseits diejenige Strahlung, die von plötzlichen Sonnenstürmen ausgeht. Fünf solcher Stürme, die jeweils wenige Tage dauerten, ereigneten sich auf dem Hinweg zum Mars, nur einer, als "Curiosity" bereits angekommen war. "Das ist frustrierend wenig", findet Robert Wimmer-Schweingruber von der Universität Kiel, der an der Publikation beteiligt ist. "Obgleich die Sonne im Maximum ihres elfjährigen Zyklus ist, scheint sie momentan eine eher ruhige Phase durchzumachen."

Während sich Wissenschaftler heute über jeden einzelnen Sonnensturm freuen, werden sich künftige Marsfahrer davor eher fürchten. Denn die Strahlendosis, die ihr Körper während der knapp 900 Tage dauernden Reise aushalten muss, ist besorgniserregend: Summiert man Hinflug, Aufenthalt und Rückflug, so ergibt sich eine Belastung von 1010 Millisievert, rechnen die "Science"-Autoren vor.

Ein horrender Wert, wenn man ihn mit der Belastung eines Arbeiters vergleicht, der berufsbedingt radioaktiver Strahlung ausgesetzt ist. Für eine solche Person, etwa einen Techniker im Kernkraftwerk, gilt in den USA eine zulässige Höchstdosis von 20 Millisievert pro Jahr. Selbst ein sechsmonatiger Aufenthalt auf der Internationalen Raumstation ISS fällt mit etwa 130 Millisievert vergleichsweise moderat aus. Ein Jahr in der Nähe der Atomruine Fukushima ergibt eine Strahlungsbilanz von etwa 1,5 Millisievert.

"Für europäische Astronauten gibt es die Empfehlung, eine maximale Strahlenbelastung von 1000 Millisievert nicht zu überschreiten, der Wert gilt für die aufsummierte Belastung in der gesamten Berufszeit", erklärt der Co-Autor der Studie, Günther Reitz, vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Andere Weltraumagenturen haben vergleichbare Grenzwerte. "Das entspricht einem zusätzlichen Risiko, an Krebs zu sterben, von vier Prozentpunkten."

Rücksturz zur Erde

Kritischer als die Langzeitfolgen schätzt der Kölner DLR-Experte die Gefahr durch Sonnenstürme ein, denn diese können sich akut auswirken. Reitz: "Wenn die Astronauten strahlenkrank werden, ist der Missionserfolg gefährdet." Tatsächlich hatte die Nasa in der Vergangenheit diesbezüglich viel Glück. Hätte der Sonnensturm, der am 2. August 1972 losbrach und zehn Tage wütete, eine "Apollo"-Crew auf dem Mond erwischt, wäre ein sofortiger Rückflug zur Erde wohl die einzige Option gewesen. Denn nur die unverzügliche medizinische Behandlung hätte das Leben der Astronauten retten können. Glücklicherweise waren während des Sturms keine Mondfahrer unterwegs. Als "Apollo 17" im Dezember desselben Jahres den Trabanten erreichte, hatte sich die Sonne wieder beruhigt.

Ist ein bemannter Flug zum Mars überhaupt verantwortbar? Laut Reitz sehen aktuelle Analysen der Nasa die Strahlenrisiken für ihre Astronauten als untergeordnetes Problem. Gleichwohl werde an einer Minimierung gearbeitet: "Eine beträchtliche Dosis entsteht während der rund 500 Tage auf der Marsoberfläche", so Reitz. "Die Astronauten müssten ihre Behausung eingraben, ab drei bis vier Metern tief im Marsboden wäre die Strahlung größtenteils abgeschirmt." Dann bekämen die Marsfahrer nur noch bei Ausflügen ins Gelände nennenswerte Strahlenmengen ab. Oder sie könnten ihr Camp gleich in einer Höhle einrichten, wie sie von Raumsonden beispielsweise an den Flanken marsianischer Vulkane ausgemacht wurden. Die ersten Menschen auf dem Mars wären dann Höhlenmenschen.

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Mars-Oberfläche: Steine, Sand und Wasserspuren

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