Science
02.03.2015

Strahlungsbelastung für Astronauten geringer als gedacht

Eine internationale Forschungsinitiative unter Beteiligung österreichischer Wissenschafter untersuchte die Gesundheitsrisiken in der Raumfahrt durch kosmische Strahlung.

Die Belastung des Organismus durch kosmische Strahlung gilt als eines der größten Probleme in der bemannten Raumfahrt. Ein Langzeitexperiment in der Internationalen Raumstation ISS unter Beteiligung von Forschern des Atominstituts der Technischen Universität (TU) Wien relativiert die Gefahr jedoch, berichteten die Wissenschafter kürzlich im Fachblatt "Radiation and Environmental Biophysics".

Über mehrere Jahre sammelte das Kernstück des vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt koordinierten Experiments "Matroshka" - eine mit Sensoren gespickte, lebensgroße Kunststoffpuppe - Daten an Bord der ISS. "Es ist keineswegs trivial, aus den Werten von persönlichen Strahlungsmessgeräten, wie Astronauten sie tragen, Rückschlüsse auf die Belastung im Körperinneren zu ziehen", erklärt Michael Hajek, Leiter des nun abgeschlossenen Forschungsprojekts an der TU Wien, der mittlerweile bei der Internationalen Atomenergiebehörde IAEO arbeitet, gegenüber der APA. "Deshalb war es wichtig, die Strahlung in einem möglichst originalgetreu simulierten, menschlichen Körper zu messen."

Strahlungs-Dummy

Die Puppe besteht lediglich aus Torso und Kopf und ist größtenteils aus Polyurethan gefertigt. Die Strahlungsdurchlässigkeit dieses Kunststoffs entspricht in etwa der von menschlichem Gewebe. Innere Organe wie Lunge und Darm wurden durch Bereiche geringerer Dichte simuliert. Beim Skelett dagegen ging man keinerlei Kompromisse ein und verwendete echte menschliche Gebeine.

Etwa ein Viertel der über 6.000 Sensoren, die sowohl in die Außenhaut als auch in das Innere der Puppe eingearbeitet sind, stammte von der TU Wien. Sie sollten den Wissenschaftern die Daten über die räumliche Verteilung der Strahlungsbelastung im Körper liefern, insbesondere in den lebenserhaltenden Organen.

Dazu wurde der Kunststoff-Astronaut in drei unterschiedlichen Modulen der Raumstation jeweils etwa ein Jahr lang dem Bombardement der kosmischen Strahlung ausgesetzt. Während dieser Zeit trug er einen "Poncho" mit zusätzlichen Detektoren, die die persönlichen Strahlungsmessgeräte der echten Astronauten simulierten. Darüber hinaus verbrachte er über ein Jahr an der Außenwand der Station. So konnte die Belastung bei Weltraumspaziergängen untersucht werden, wie sie etwa bei Reparaturarbeiten nötig sind. Auch dort war die Puppe entsprechend gekleidet - mit einer Hülle, die die schützenden Eigenschaften eines Raumanzugs nachbildet.

Interplanetare Reisen

Eine Auswertung der gesammelten Daten zeigte, dass die Strahlenbelastung in der Vergangenheit deutlich überschätzt wurde. Der bisher aus den persönlichen Strahlungsmessgeräten abgeleitete Wert für den Aufenthalt im Inneren der Station war um 15 Prozent zu hoch. Bei Weltraumspaziergängen betrug die Überschätzung sogar 200 Prozent. Das hat nicht nur Auswirkungen für die Astronauten der ISS, die nun länger im All bleiben könnten - auch der lang gehegte Traum einer bemannten Marsmission könnte damit um ein Stück näher rücken.

"Die neuen Daten ermöglichen eine viel genauere Simulation der Belastung während eines interplanetaren Flugs", so Hajek. "Mit einer geeigneten Abschirmung sollte es demnach möglich sein, das Gesundheitsrisiko innerhalb akzeptabler Grenzen zu halten." Um das endgültig zu bestätigen, müsste man allerdings zunächst einen weiteren Kunststoff-Astronauten auf die Reise schicken.