StrahlenbelastungReisen zum Mars gefährden die Gesundheit

Der Roboter Curiosity hat die Strahlenbelastung eines Weltraumflugs zum Mars gemessen. Die Dosis wäre für Menschen gefährlich, allerdings weniger ungesund als Rauchen. von Christian Endt

Eines Tages werden vielleicht Menschen auf dem Mars herumlaufen – wie in dieser Illustration.

Eines Tages werden vielleicht Menschen auf dem Mars herumlaufen – wie in dieser Illustration.  |  © Nasa

Würde der Mensch zum Mars fliegen, müsste er sich neben allerlei anderer Dinge womöglich auch um sein Krebsrisiko sorgen. Erstmals liegen Messdaten zur Strahlenbelastung eines Trips zum Roten Planeten unter realistischen Bedingungen vor. Das Ergebnis: Die Dosis, der ein Mensch dabei ausgesetzt wäre, kommt gängigen Grenzwerten gefährlich nahe. "Die Belastung ist nicht viel zu viel", sagt der Physiker Robert Wimmer-Schweingruber, einer der Autoren der Studie, die im Magazin Science erschienen ist. "Aber auch nicht zu vernachlässigen." Das Risiko, als Raucher an Lungenkrebs zu erkranken, sei wesentlich höher.

Was Mars-Reisenden zusetzen würde, sind elektrisch geladene Teilchen im All. Die Protonen und vollständig ionisierte Atomkerne bewegen sich mit hohen Geschwindigkeiten. "Die durchdringen fast alles", sagt Wimmer-Schweingruber. Die kosmische Strahlung kann Elektronen aus den Atomen im menschlichen Körper herauslösen. Das schädigt das Erbgut und kann krankhafte Tumoren verursachen.

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Die Daten der Studie stammen von Curiosity, der seit vergangenem August auf dem Mars buddelt und herumkurvt. Der Roboter trug auf seinem Flug ein Strahlungsmessgerät bei sich. 253 Tage dauerte es, ehe das Gefährt auf dem Mars aufsetzte. Hätte an seiner Stelle ein Mensch die Reise angetreten, wäre er einer Strahlenbelastung von 0,47 Sievert ausgesetzt gewesen. Inklusive Rückflug wäre somit fast der Grenzwert von einem Sievert erreicht, den die Europäische Weltraumorganisation Esa für die komplette Karriere eines Astronauten festgelegt hat. Wer diese Dosis einmal angesammelt hat, für den erhöht sich das Risiko, an Krebs zu sterben, um fünf Prozent.

“"Das bestätigt unsere Erwartungen", sagt der Ingenieur Robert Zubrin von der Mars Society dem Magazin Science. "Das Risiko ist einigermaßen tragbar." Schließlich bringe eine Marsmission noch ganz andere Risiken mit sich.

Marsreisende sollten sich beeilen

Allerdings hätte Curiositys Strahlenbelastung auch höher ausfallen können. Auf seiner Reise begleiteten den Roboter nur eher schwache Sonnenwinde. Die Teilchenströme trugen nur fünf Prozent zur gemessenen Strahlendosis bei. Sie schwanken aber stark. Wimmer-Schweingruber hält eine drei- bis fünffache Intensität für denkbar.

Rover Curiosity

Das Mars Science Laboratory (MSL) ist die erste astrobiologische Mission seit Viking in den 1970er Jahren. Mit ihr unternimmt Marsrover Curiosity seit August 2012 auf dem Roten Planeten Forschungsfahrten.

Infografik: Curiosity
Klicken Sie auf das Bild, um die Infografik als PDF herunterzuladen.

Klicken Sie auf das Bild, um die Infografik als PDF herunterzuladen.  |  © Aurel Märki

Gut drei Meter misst das Geländefahrzeug in Länge und Breite, zwei in der Höhe – damit ist er fast so groß wie ein Kleinwagen. 900 Kilogramm bringt der Rover auf die Waage. Damit ist er doppelt so lang und fünf Mal so schwer wie seine Kollegen Spirit und Opportunity aus dem Jahr 2003.

Zudem ist das fahrende Labor weitaus besser ausgestattet: Zehn wissenschaftliche Instrumente hat Curiosity an Bord, darunter das Probenanalyse-Modul SAM und das Chemielabor CheMin.

Via einer UHF-Antenne werden Daten an die Erde übertragen. Auch kann die Mars-Odyssey-Sonde der Nasa als Relais verwendet werden.

Die Energie zum Fahren und Forschen liefert wie schon bei Viking ein Radioisotopen-Generator. So ist der Rover auch ohne Sonne funktionstüchtig.

Planet Mars

Der Mars gilt zwar als erdähnlich. Doch der Rote Planet ist bei Weitem nicht so einladend wie unser Heimatplanet. Die dünne Atmosphäre des Himmelskörpers besteht zu etwa 95 Prozent aus CO2, dazu kommen Stickstoff, Sauerstoff und Argon.

Seine Oberfläche ist trocken, felsig, kalt, die Durchschnittstemperatur liegt bei minus 63 Grad Celsius. Zudem schwankt die Temperatur stark und beeinflusst das Wetter. So treten im Frühjahr oft heftige Staubstürme auf, die große Teile der Marsoberfläche verhüllen.

Aufgrund der längeren Umlaufdauer um die Sonne – der Planet ist im Durchschnitt rund 230 Millionen Kilometer von ihr entfernt, die Erde im Vergleich rund 150 Millionen Kilometer – dauert ein Marsjahr 687 Erdentage. Ein Marstag wiederum dauert 24 Stunden und 37 Minuten.

Video: Die Mission

 Diese Animation stammt vom Jet Propulsion Laboratory der Raumfahrtbehörde Nasa.

Seine Kapsel schirmte Curiosity kaum von der kosmischen Strahlung ab. Ein wesentlich besserer Schutz sei nicht möglich, schreiben die Forscher. Der Grund: Beim Eintreten der Strahlung in das Abschirmmaterial kommt es zu Wechselwirkungen, wodurch wiederum Teilchen freigesetzt werden. Ein dickeres Gehäuse führe damit sogar zu einer Zunahme der Strahlenbelastung.

Mehrere Staaten und kommerzielle Unternehmen wollen in den nächsten Jahrzehnten Menschen auf den Mars schicken. Für den Physiker Wimmer-Schweingruber gibt es für Reisende zum Roten Planeten daher nur eine Lösung: Sie sollten sich beeilen. "Wir müssen uns mehr um die Antriebstechnik kümmern." Derzeit könne man die Reisezeit zum Mars vielleicht auf 180 Tage verkürzen. Damit ließe sich die Strahlenbelastung auf 0,66 Sievert für Hin- und Rückflug reduzieren. Allerdings muss auch die Dosis berücksichtigt werden, die ein Mensch während seines Mars-Aufenthalts aufnimmt. Wie hoch die ist, bekommt derzeit Curiosity zu spüren.

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Leserkommentare
  1. ist sicherlich gefährlicher als die dort herschende Strahlung.
    Ich gehe davon aus, dass in den Landefähren auch zukünftig nicht geraucht werden darf - dann also vor die Tür gehen, Helm ab und Zigarette an ...

    4 Leserempfehlungen
    • PGMN
    • 31. Mai 2013 0:43 Uhr

    ... die Strahlenbelastung auf dem Flug war ja lange Zeit eines der größten Probleme. Jetzt ist es gelöst. Man schreibe auf der Reise einfach acht Zigarretten täglich vor und schon fällt die Strahlung nicht mehr ins Gewicht.
    Man sollte nur aufpassen, dass die Asche nicht in die Lüftungsanlage gerät. Ausreichend Raumerfrischungsspray ist natürlich auch angeraten.

    Aber ernsthaft: Auf geht's. Wer als letztes auf dem Mars ist, ist eine lahme Entennation.

    5 Leserempfehlungen
  2. Richtig, das Erdmagnetfeld.
    Also künstliches Magnetfeld erzeugen und schon kann der Rentnershuttle gemütlich zum Mars cruisen.
    Zumal auf dem Mars angekommen, die Strahlungsintensität aufgrund des nicht vorhandenen globalen Magnetfelds nicht wirklich geringer ist, sollten wohl eher zuverlässige Abschirmmechanismen entwickelt werden. Selbstverständlich sollte natürlich auch die Antriebstechnik weiterentwickelt werden, aber aus anderen Gründen.

  3. "Reisen zum Mars gefährden die Gesundheit". Da kann man eigentlich bloß noch hinzufügen: "..., besonders, wenn man die Seitenscheiben runter kurbelt.".

    4 Leserempfehlungen
  4. Meines Wissens nach ist das aktuell einzige realistische Szenario einer Marsreise dasjenige, bei dem es keine Rückkehr gibt (weil der Transport des Treibstoffs hin- und zurück exorbitant wäre). Daher bekommen die Aresonauten bloß die Hinfahrtdosis ab, da können sie noch ganz unverzagt das Rauchen anfangen;-).

    Aber ehrlich: Weltraumbahnhof Baikonur. Großes Schild. "Marsreisen gefährden Ihre Gesundheit und die Gesundheit anderer, machen impotent und abhängig. Fangen Sie gar nicht erst damit an!"

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  5. ..jetzt muss ich den Sommerurlaub doch umbuchen. Immer ist irgendwas.

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    • Karl63
    • 31. Mai 2013 11:08 Uhr

    Die Strahlenbelastung einer (möglichen) Reise zum Mars bestätigt eigentlich nur, warum wir unser Planetensystem inzwischen nur mit unbemannten Sonden oder Fahrzeugen erkunden. Es ist ausdrücklich in Zweifel zu ziehen, ob eine bemannte Mission auf dem Mars momentan einen signifikanten Gewinn an Erkenntnis bringen würde, denn die Menschlichen Sinne sind dort weitestgehend nutzlos. Menschen könnten dort allenfalls Messgeräte und Computer bedienen - und die sind in den von der NASA betriebenen Fahrzeugen (Rover) schon fest eingebaut.
    Im Moment ist noch völlig unklar, wie viel technologische Weiterentwicklung es bedarf, um Menschen über diese Distanz sicher zu befördern und eine sichere Rückkehr zu gewährleisten.
    Die wirklichen Herausforderungen liegen dabei für die Menschheit ganz klar auf diesem Planeten. Solange nicht klar ist, wie wir die Bedürfnisse / den Ressourcenbedarf einer stetig weiter wachsenden Weltbevölkerung mit dem Ökosystem dieses Planeten dauerhaft in Einklang bringen, macht es auch wenig Sinn, ein Übermaß an Ressourcen für die Erkundung einer Umgebung aufzuwenden, die noch sehr viel Lebensfeindlicher ist als der Gipfel des Mount Everest.

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    • PGMN
    • 31. Mai 2013 15:41 Uhr

    "Die Strahlenbelastung einer (möglichen) Reise zum Mars bestätigt eigentlich nur, warum wir unser Planetensystem inzwischen nur mit unbemannten Sonden oder Fahrzeugen erkunden."

    Eigentlich nicht. Diese Untersuchung bestätigt eigentlich, dass die Strahlungsbelastung auf einem Marsflug zwar hoch, aber vertretbar ist. Dass es gesünder ist, eine Sonde zu schicken, ist natürlich selbstredend.

    "Menschen könnten dort allenfalls Messgeräte und Computer bedienen - und die sind in den von der NASA betriebenen Fahrzeugen (Rover) schon fest eingebaut."

    Das ist auch nicht ganz richtig. Die Robotik hat zwar riesige Fortschritte gemacht, aber das ändert nichts daran, dass die beiden vielseitigsten Werkzeuge, die dem Menschen zur Verfügung stehen, immer noch das menschliche Gehirn und die menschliche Hand sind.

    Sehen Sie es so: Schickt man eine Sonde zum Mars und entdeckt etwas, das man gerne untersuchen möchte, aber nicht genau das richtige Instrument dabei hat, muss man eine neue Sonde schicken. Menschen vor Ort könnten improvisieren oder eine Probe mitnehmen.

    "Im Moment ist noch völlig unklar, wie viel technologische Weiterentwicklung es bedarf, um Menschen über diese Distanz sicher zu befördern und eine sichere Rückkehr zu gewährleisten."

    Das ist einfach: Gar keine. Eine Marslandung plus Rückkehr ist prinzipiell mit Apollo-Technologie möglich. Das Problem ist, wie man das zu Kosten schafft, welche die Gesellschaft zu tragen bereit ist.

  6. Neue Welten zu erkunden ist nunmal mit Risiko verbunden. Wenn sich in der Vergangenheit ein Abenteuerer bei einer 5%-Chance das Zeitliche zu segnen in die Hose gemacht hätte, würden wir heute noch irgendwo in Afrika ums Lagerfeuer tanzen.

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  • Quelle ZEIT ONLINE
  • Schlagworte Astronaut | Erbgut | Krebs | Mars | Planet | Proton
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