Wieviel kosmische Strahlung bekommen Astronauten ab?
Ein Päckchen kurz vor Weihnachten auf der ISS hat dem französischen Astronauten Thomas Pesquet Arbeit bescher: Das Detektoren-Set dient dem Experiment Dosis 3D. Ziel ist es, eine dreidimensionale Karte der auf die Raumstation einprasselnden kosmischen Strahlung zu erstellen. Wozu der Aufwand?
Astronaut Thomas Pesquet schwebt über dem EAD, dem ESA Active Dosimeter, mit dem die Messdaten seiner persönlichen Strahlendosis in Echtzeit zur Erde gesendet werden können.
Foto: DLR/ESA
Ohne die schützende Atmosphäre und das permanente Magnetfeld wäre das Leben auf der Erde ziemlich gefährlich. Immerzu prasselt kosmische Strahlung aus den Tiefen des Weltalls auf die Erde, die aber so weitestgehend abgefangen wird. Auf dem Erdboden wirkt daher auf jeden Menschen eine tägliche Strahlendosis von 0,0025 Millisievert (mSv). Auf der Internationalen Raumstation ISS fehlen diese schützende Hüllen. Deshalb bekommen Astronauten deutlich mehr Strahlung ab: Durchschnittlich 0,8 mSv beträgt die Strahlendosis im Forschungsmodul Columbus auf der ISS. Umso wichtiger ist es, die kosmische Strahlung dort oben genau zu erfassen.
Aufzeichnung über sechs Monate
Aus genau diesem Grund hat der europäische Astronaut Thomas Pesquet jetzt das mittlerweile zehnte Detektoren-Set für das Experiment Dosis 3D im Forschungslabor Columbus installiert. Sechs Monate lang zeichnen diese Detektoren die Strahlung auf. Dann werden sie wieder eingesammelt und zur Auswertung auf die Erde transportiert. „So können wir über einen längeren Zeitraum ein dreidimensionales Bild gewinnen, wo im Forschungslabor welche Strahlung ankommt“, erläutert Dr. Thomas Berger, Strahlenphysiker am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und wissenschaftlicher Leiter des Experiments DOSIS 3D. Der französische Astronaut Thomas Pesquet trägt zudem permanent ein passives Personendosimeter. Dieses Messgerät trug erstmals der deutsche Astronaut Thomas Reiter vor zehn Jahren während seines gesamten Aufenthalts auf der ISS am Körper.
Strahlungbelastung ändert sich durch Sonnenaktivität
Es ist für bemannte Raumfahrtmissionen enorm wichtig, über die unterschiedliche Strahlenbelastung genaue Kenntnis zu haben. Diese ändert sich in Abhängigkeit von der Sonnenaktivität oder auch der Flughöhe der ISS. Selbst einzelne Experimente-Racks oder andere Ausrüstungsgegenstände an Bord der Raumstation haben einen Einfluss auf die Strahlendosis.
Im Inneren des orangenen Päckchens befinden sich hunderte von kleinen Detektoren, die im Forschungslabor Columbus der ISS die Strahlung erfassen. 11 solcher Detektoren-Sets sind jetzt installiert und messen sechs Monate lang die Belastung durch kosmische Strahlung. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) leitet das Experiment Dosis 3D.
Quelle: DLR/ESA
„Alleine innerhalb des Forschungsmoduls Columbus kann die Strahlendosis an verschiedenen Positionen um 50 Prozent variieren“, betont Berger. „Unser Ziel ist es, in Zusammenarbeit mit unseren Kooperationspartnern, der amerikanischen Weltraumbehörde Nasa, der japanischen Raumfahrtagentur Jaxa und dem russischen Institut für Biomedizinische Probleme IMBP, eine dreidimensionale Karte der Strahlenbelastung in der gesamten ISS zu erstellen.“
Raumfahrtagenturen setzen Limits
Das genaue Wissen um die Strahlenbelastung auf der ISS ist notwendig, um die Berufskarriere der dort oben stationierten Astronauten zu überwachen. Denn die internationalen Raumfahrtagenturen setzen Limits der maximalen Strahlungsdosis. Wenn ein Astronaut im Laufe seiner Einsätze im Weltall dieses Limit erreicht, so sind weitere Einsätze für ihn nicht mehr vorgesehen.
Marsatmosphäre schützt wie die Außenhülle der ISS
Aber auch für die Planung zukünftiger Langzeitmissionen zu Mond oder Mars ist die Erforschung der Strahlenbelastung von entscheidender Bedeutung. „Nur so kann man auch über Limits für die Astronauten sprechen, die eingehalten werden müssen“, sagt Berger. Derzeit werden solche Werte für Langzeitmissionen mit Computermodellen berechnet. Die tatsächlich an Bord der ISS gemessenen Werte sind daher eine gute Möglichkeit, die Modelle auf ihre Richtigkeit zu überprüfen.
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Quelle: SpaceX
Einen Messwert für den Mars haben die Wissenschaftler aber schon durch das Strahlungsmessgerät RAD (Radiation Assesment Detector) an Bord des amerikanischen Mars-Rovers Curiosity gewonnen. „Auf dem Flug betrug die Strahlung etwa zwei bis drei Millisievert pro Tag, auf dem Mars selbst dann 0,8 Millisievert pro Tag“, berichtet Berger.Die Atmosphäre des Mars würde also einen Schutz ähnlich wie die Außenhülle der Raumstation ISS bieten.
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