Unbemannte Mond-Mission
Experiment an Bord: Deutschland schickt mit Artemis I zwei Puppen ins Weltall
An Bord der ersten Artemis-Mission: MARE. Wir haben mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR über das Projekt zur Messung gefährlicher Weltraumstrahlung gesprochen.
Cape Canaveral/Köln –Artemis I das Orion-Raumschiff der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA ist zum Mond aufgebrochen. Angetrieben wird es von dem europäischen Servicemodul ESM (European Service Module) der ESA, der europäischen Raumfahrtagentur, Das Modul wurde maßgeblich auch in Deutschland gefertigt. Doch das ist nicht der einzige deutsche Beitrag zur ersten Artemis-Mondmission: Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat gemeinsam mit seinem israelischen Partner ISA (Israel Space Agency) ein Experiment in dem Raumschiff platziert.
Thomas Berger, der Leiter der Arbeitsgruppe Biophysik am DLR, hat mit kreiszeitung.de über die MARE-Mission im Rahmen der Atremis 1-Mission gesprochen. Das Akronym MARE steht für Matroshka AstroRad Radiation Experiment, was übersetzt das Matrjoschka-AstroRad-Strahlungsexperiment bedeutet. Matrjoschka sind die russischen ineinander schachtelbaren Holzpuppen. Und um Puppen geht es auch bei diesem Experiment.
„Wir schicken zwei weibliche Phantome, Helga und Zohar, die auf den Crew-Sitzen sitzen werden, mit. Diese sind mit Strahlungsdetektoren, den M-42 ausgestattet und im Prinzip gehts darum zu bestimmen, wie hoch die Strahlenbelastung im freien Weltraum in einem weiblichen menschlichen Körper für Explorationsmissionen ist“, erklärt Berger zum Start von Artemis 1 in Richtung Mond.
Artemis 1-Mission: Warum schickt das DLR weibliche Phantom-Puppen ins Weltall?
Bisher sind nur Männer auf der Mondoberfläche gelandet. Bei der Artemis-III-Mission soll zum ersten Mal auch eine Frau auf der Mondoberfläche landen. Das aber wird nicht vor dem Jahr 2025 geschehen. Anders als bei den Apollo-Missionen sollen die ersten Menschen, die in diesem Jahrtausend auf dem Mond landen, ungefähr eine Woche auf der Mondoberfläche verbringen.
Während dieser Zeit werden sie sich überwiegend in dem modifizierten Starship (das Human Landing System oder zu deutsch: menschliche Landesystem) vom privaten Raumfahrtunternehmen SpaceX befinden. Aber auch mehrere Außenbordeinsätze sind für Artemis III angesetzt. In Zukunft können sie dann vom Lunar Gateway aus, einer Raumstation in der Mondumlaufbahn, auf dem Erdtrabanten landen.
Doch warum schickt das DLR mit Artemis I gerade weibliche Phantome ins Weltall? Für Berger ist diese Frage leicht zu beantworten: „Wir haben immer mehr Frauen, die in den Weltraum fliegen. Die Krebsrate für Frauen im Weltraum, also wie viel Bestrahlung sie abbekommen dürfen, ist geringer als die für Männer, wenn man sich die NASA-Grenzwerte anschaut.“
Denn anders als auf der Erde, wo unser Magnetfeld uns vor der gefährlichen Weltraumstrahlung schützt, ist man der kosmischen Strahlung auf dem Mond und dem Weg dorthin mehr oder weniger komplett ausgeliefert. Diese Strahlung kann das Risiko einer Krebserkrankung erhöhen und dieses Risiko setzt sich „aus den Krebsrisiken der einzelnen Organe zusammen. Bei Frauen kommt zusätzlich noch das erhöhte Brustkrebsrisiko hinzu“, erörtert Berger.
Mit Artemis I auf dem Weg zum Mond: Helga und Zohar als Testobjekte für eine sichere Raumfahrt
Die beiden Puppen, die mit Artemis I in Richtung Mond gestartet sind, nennt das DLR „Astronautinnen-Phantome – und diese beiden tragen auch Namen: Zohar und Helga. Laut Biopyhsiker Berger trägt Zohar „eine sogenannte Strahlenschutzweste, die von unseren Kollegen in Israel entwickelt wurde. Damit ist Helga das ungeschützte Phantom, das auf dem Crew-Sitz Nummer 3 sitzt. Zohar sitzt auf Crew-Sitz Nummer 4 des Orion-Raumschiffes. In den beiden Puppen werden insgesamt 16 Strahlenmessgeräte in den nachgestellten Organen und an der Oberfläche von Helga und Zohar angebracht.
Die Strahlenschutzweste von Zohar wurde von der israelischen Firma STEMRA entwickelt: „Die sogenannte “AstroRad vest” ist eine Weste, die Astronautinnen oder Astronauten gegen solare Teilchenereignisse schützen soll“, so Berger. Hochenergetische solare Teilchen entstehen bei Sonnenstürmen und können zum Tod der Besatzung führen, wenn diese nicht ausreichend geschützt ist. Im Orion-Raumschiff der Artemis I-Mission gibt es dafür einen extra Schutzraum, in den sich die Besatzung zurückziehen kann.
Sonnenstürme ereignen sich zwar relativ häufig, jedoch muss dies nicht unbedingt während der Artemis-I-Mission passieren. Das ist auch Berger und seinem Team bewusst: „Wir fliegen, während wir zum Mond fliegen, auch durch die Strahlungsgürtel der Erde – den sogenannten Van-Allen-Strahlungsgürtel. Auch hier gibt es eine Ansammlung von hochenergetischen Protonen.“ Selbst ohne Sonnensturm kann dadurch die erhöhte Strahlung simuliert werden.
Fragestellung zur Artemis-Mission: Erhöhen Mondreisen das Krebsrisiko? Puppen sollen Antwort geben
Besonders bei längeren Missionen im Weltraum und außerhalb des schützenden Erdmagnetfeldes werden Astronautinnen und Astronauten einer höheren Weltraumstrahlung ausgesetzt sein. Je länger die Missionen andauern, desto höher das Risiko, einem Sonnensturm ausgesetzt zu sein. Deshalb ist es wichtig, dass Raumschiffe und spätere Stationen auf der Mondoberfläche mit entsprechenden Schutzvorkehrungen ausgerüstet werden. Denn mit zusätzlichen Schichten kann die Weltraumstrahlung abgehalten werden.
„Am besten wären zum Beispiel flüssiger Wasserstoff, Wasser oder auch Kunststoff“, erklärt Berger. Zudem gibt es laut des Weltraumexperten bereits Vorschläge, bei denen „man das Wasser, das man sowieso mitnehmen muss, als zusätzliches Schutzschild gegen die Strahlung verwendet.“ Bis dahin ist es noch ein weiter Weg. Doch ohne diese Maßnahmen sind vor allem blutbildende Organe und Fortpflanzungsorgane besonders anfällig für ein erhöhtes Krebsrisiko.
Artemis I: Schutzweste von Puppe Zohar aus Kunststoff – im Idealfall hält sie gewissen Grad der Strahlung ab
Die Schutzweste von Zohar auf der Artemis-Mission besteht aus Kunststoff. Im Idealfall hält die Weste einen gewissen Grad der Strahlung ab – zumindest ist dies das Ziel der Mission. Helga ist während der Artemis I-Mission das Kontrollobjekt, das durch die fehlende Schutzweste mehr Weltraumstrahlung abbekommen soll.
Neben der direkten Strahlungsmessung fliegen auch passive Strahlungsmessgeräte auf der Artemis 1-Mission mit – das sind kleine Kristalle von drei mal drei Millimetern, die an jeweils über 1.000 Positionen an den beiden Puppen Helga und Zohar angebracht werden: „Mit diesen passiven Detektoren können wir so etwas wie ein dreidimensionales Modell der Strahlungsverteilung im Körper bestimmen. Wenn sie das dann aus den jeweiligen Messpunkten aufsummieren, die sitzen in den jeweiligen Organen, können sie die Dosis in dem jeweiligen Organ bestimmen“, erläutert Thomas Berger, der Leiter der Arbeitsgruppe Biophysik am DLR.
Nach der Rückkehr des Orion-Raumschiffes von der Artemis I-Mission kann man die Daten der 16 Messgeräte relativ schnell auswerten. Anders bei den passiven Detektoren. Das wird laut Berger einige Monate in Anspruch nehmen. Ob die Weste in Zukunft zur verpflichtenden Ausstattung auf Reisen zum Mond werden wird, muss sich noch zeigen. Vielleicht wird auch der deutsche ESA-Astronaut Matthias Maurer eine solche Weste tragen müssen – denn er gehört zu den heißen europäischen Kandidaten für die Artemis-Mondmissionen.
