Strahlenmessung auf dem Mars

Die Idee, Menschen auf den Mars zu schicken, geistert schon seit geraumer Zeit in den Köpfen von Forschern und Buchautoren. Bis der erste Mensch seinen Fuss auf den Mars setzen kann, muss noch viel Forschungsarbeit geleistet werden. Ein Problem ist die Strahlenbelastung, der Astronauten im interplanetaren Raum ausgesetzt sind. Sie werden im Gegensatz zu uns Menschen auf der Erdoberfläche nicht durch das Erdmagnetfeld und die Atmosphäre vor kosmischer Strahlung und energiereichen Sonnenteilchen geschützt. Auf dem Mars gelten auch darum andere Bedingungen als auf der Erde, weil der äussere Nachbarplanet praktisch kein Magnetfeld besitzt und seine Atmosphäre verhältnismässig dünn ist.

Um Anhaltspunkte für die Strahlendosen zu erhalten, die Astronauten bei Marsmissionen aufnehmen würden, entwickelten Forscher des amerikanischen Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder im Bundesstaat Colorado zusammen mit der deutschen Christian-Albrechts-Universität in Kiel das Strahlungsmessgerät RAD und schickten es im November 2011 an Bord des Marsrovers «Curiosity» auf den roten Planten. Das Gerät misst nicht erst, seit der Rover im August 2012 erfolgreich auf dem Mars aufsetzte. Es lieferte bereits während des Flugs wertvolle Messwerte aus dem Innern der Raumsonde.

Forscher des SwRI haben nun die Daten der Reise wie auch der ersten 300 Tage auf dem Mars ausgewertet. Letztere Periode entspricht dem Zeitraum von August 2012 bis Juni 2013. Die Mehrheit der Strahlendosis (rund 660 mSv) würden die Astronauten demnach auf den Hin- und Rückflug aufnehmen, da sie dann lediglich durch die Raumkapsel geschützt wären. Die Forscher des SwRI schätzen, dass die Astronauten für die Reise von der Erde zum Mars mit heutiger Antriebstechnologie rund 180 Tage benötigen würden. Bei einem Aufenthalt von 500 Tagen auf dem Mars würden die Astronauten weitere 330 mSv kumulieren.

Aufgrund von Langzeitstudien in der Bevölkerung weiss man, dass die Wahrscheinlichkeit, an Krebs zu erkranken, durch die Aufnahme ionisierender Strahlung steigt. Die über die gesamte Marsmissionsdauer von 860 Tagen aufgenommene Äquivalentdosis von 1 Sv würde das Krebsrisiko um 5% erhöhen, so das SwRI. Derzeit liegt die maximal erlaubte Risikoerhöhung eines Nasa-Astronauten für Missionen in Erdnähe (low earth orbit) bei 3%. Ein Grenzwert für Flüge im Weltraum wurde noch nicht definiert. Jedoch ist die Nasa daran, zusammen mit dem Institute of Medicine of the National Academies zulässige Limiten festzulegen.

Don Hassler vom SwRi erklärte, die Messungen würden fortgeführt. «Die Beobachtung der Auswirkungen von Sonnenausbrüchen sowie die Bedingungen zu verschiedenen Zeiten im Sonnenzyklus liefern uns weiterhin wertvolle Informationen für die bemannte Raumfahrt.» Die Messdaten dienen indes nicht nur der Raumfahrtforschung. Mit ihrer Hilfe wollen die Forscher auch Antworten auf die Frage finden, ob einmal lebensfreundliche Bedingungen auf dem Mars vorzufinden waren.