Der Menschheitstraum von der Reise zu fremden Planeten erscheint aus technologischer Sicht heute gar nicht mehr utopisch. Unbemannte Raumsonden gelangen schon seit Jahren problemlos bis weit hinaus an die Grenzen unseres Sonnensystems. Die größten Schwierigkeiten für die bemannte Raumfahrt liegen heute eher im medizinischen Bereich: Vor allem die enorme Belastung des Organismus durch kosmische Strahlung während einer Weltraummission gilt heute als großes Problem für Langzeitraumflüge. Das Europäische Forschungsprogramm HAMLET untersucht nun mit Beteiligung der TU Wien Strahlenrisiken im Weltraum. Am 1. und 2. April 2009 findet dazu an der TU Wien eine öffentliche Informationsveranstaltung statt.

Bombardement mit Teilchenstrahlen

Der Weltraum ist nicht einfach nur eine große dunkle Leere. Elektronen, Protonen und schwerere Teilchen schießen ununterbrochen mit großer Geschwindigkeit durchs All. Besonders während eines Sonnensturmes kann diese Teilchenstrahlung ein bedrohliches Ausmaß annehmen. Auf der Erde sind wir davor durch das Erdmagnetfeld und die Atmosphäre einigermaßen geschützt, für AstronautInnen kann die kosmische Strahlung aber zum ernsten Gesundheitsrisiko werden. „Es ist anzunehmen, dass die heutigen Strahlengrenzwerte für Astronauten bei einem Flug zum Mars überschritten werden“, sagt Dr. Michael Hajek von der Technischen Universität Wien. „Unser Wissen über die biologische Wirkung der kosmischen Strahlung reicht für eine zuverlässige Risikoprognose allerdings noch nicht aus.“

Strahlungsmessung mit der MATROSHKA-Puppe

Der Strahlenphysiker erarbeitet zusammen mit renommierten europäischen ExpertInnen in der Forschungsinitiative HAMLET, gefördert von der Europäischen Kommission, die wissenschaftlichen Grundlagen für eine Bewertung des Strahlenrisikos im Weltraum. Dazu wurde eine lebensgroße Kunststoffpuppe konstruiert, in die hunderte kleine Sensoren eingearbeitet sind, die sowohl an der Außenhaut als auch im Inneren der Puppe die Strahlungsbelastung messen können. Im Rahmen der MATROSHKA-Missionen der Europäischen Weltraumagentur ESA wurde der Kunststoff-Astronaut zur Raumstation ISS gebracht und dort dem Bombardement der kosmischen Strahlung ausgesetzt. Dadurch erhielten die WissenschaftInnen wertvolle Daten über die räumliche Verteilung der Strahlenbelastung im Körper, insbesondere in den lebenserhaltenden Organen. „Die Messdaten werden es unter Einbeziehung von Simulationsrechnungen möglich machen, einen Astronauten auf eine virtuelle Reise ins All zu schicken und sein Strahlenrisiko genauer als je zuvor vorherzusagen“, umreißt Dr. Thomas Berger vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) das Ziel der Forschungsaktivitäten.

Weltraum erkunden? Ein Spaziergang!

Die WissenschafterInnen konnten zeigen, dass Weltraumspaziergänge, wie sie etwa bei Reparaturarbeiten an der Außenseite der Raumstation ISS nötig werden, weniger gefährlich sind als bisher befürchtet. „Natürlich ist die Strahlenbelastung draußen höher als im Inneren der Raumstation“, erklärt Michael Hajek, „aber die Messungen zeigen, dass auch draußen das Risiko überschaubar bleibt – solange die Astronauten gut in einen schützenden Raumanzug verpackt sind.“
Um die Gefahren einer Reise bis zum Mars abzuschätzen wird noch einiges an Forschungsarbeit nötig sein. Mit der Strahlenbelastung im interplanetaren Raum zurechtzukommen, weit weg vom schützenden Einfluss des Erdmagnetfeldes, ist eine große Herausforderung. Vielleicht wird es aber durch die neuen Erkenntnisse doch gelingen, bald die ersten Marsreisenden auf unseren Nachbarplaneten und dann wieder nach Hause zu bringen – gesund und ohne Strahlenschäden.

Informationsveranstaltung an der TU Wien

Das HAMLET-Konsortium organisiert am 1. und 2. April 2009 in den Festräumen der Technischen Universität Wien, Karlsplatz 13, eine öffentliche Informationsveranstaltung zum Thema „Strahlung und bemannte Raumfahrt“, in deren Rahmen internationale ExpertInnen bei freiem Eintritt über die neuesten Erkenntnisse auf den Gebieten der Strahlungsmessung und Strahlenbiologie im Weltraum referieren. Die Veranstaltung wird am 1. April 2009 um 18 Uhr mit einem Festvortrag durch Herrn Prof. em. Dr. Jürgen Kiefer, ehemals Professor für Biophysik an der Justus-Liebig-Universität Gießen und langjähriger Vorsitzender der „Radiation Advisory Group“ der ESA, eröffnet. Begleitend werden vom Wiener Künstler Martineo Arbeiten ausgestellt, die durch die Weltraumforschung inspiriert wurden. Die Strahlenexposition von AstronautInnen wird für die Besucher durch ein sogenanntes Erkundungsexperiment veranschaulicht, in welchem der Künstler in Zusammenarbeit mit dem Atominstitut der TU Wien seine Bilder hochenergetischer Teilchenstrahlung ausgesetzt hat.

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Rückfragehinweis:
Technische Universität Wien
E141 - Atominstitut der Österreichischen Universitäten
Univ.Ass. Dipl.-Ing. Dr.techn. Michael Hajek
T  +43 (1) 58801-14193
<link>mhajek@ati.ac.at

Aussendung:
TU Wien - PR und Kommunikation
DI Florian Aigner
Operngasse 11/E011, A-1040 Wien
M +43-650 5256414
E <link>pr@tuwien.ac.at
<link>www.tuwien.ac.at/pr

Factbox

Die Strahlenbelastung, die ein Mensch auf der Erde aufgrund natürlicher Strahlung innerhalb eines Jahres abbekommt (eine biologisch relevante effektive Dosis von ca. 2.4 Millisievert), wirkt auf AstronautInnen im Weltraum schon innerhalb weniger Tage ein. Bei besonders starker Sonnenaktivität kann die Strahlenbelastung innerhalb einiger Tage sogar mehrere 100 Millisievert betragen. Damit liegt die Strahlenexposition in einer Größenordnung, wie sie sonst nur bei Strahlenunfällen auftritt. Akute Strahleneffekte wären die wahrscheinliche Folge. Bei schweren Sonnenstürmen ziehen sich die AstronautInnen auf der Raumstation ISS daher in einen speziell abgeschirmten Bereich zurück. Auch wenn akute Strahlenkrankheit vermieden werden kann, besteht für AstronautInnen die Gefahr von Langzeitschäden wie Krebs oder genetischen Defekten. Ein großer Teil unseres Wissens über die Langzeitfolgen von Strahlung stammt von Studien an den Überlebenden der Atombombenabwürfe von Hiroshima und Nagasaki. Allerdings treten im Weltraum ganz andere Arten von Strahlung auf – Strahlung von Atombomben und kosmische Strahlung lassen sich also nicht direkt miteinander vergleichen. Das Wissen über biologische Wirkungen von hochenergetischer Teilchenstrahlung ist heute noch recht unvollständig Die Strahlen-Grenzwerte für RaumfahrerInnen hängen von Alter und Geschlecht ab. Durch eine zehnjährige Karriere als AstronautIn darf sich das Risiko, irgendwann im Leben an Krebs zu erkranken, verglichen mit der Durchschnittsbevölkerung um maximal 3% erhöhen. Für Langzeitmissionen außerhalb des Erdmagnetfeldes – wie etwa zum Mars – wurden noch keine Grenzwerte festgelegt, da nicht genügend Informationen verfügbar sind, um das Strahlenrisiko realistisch abzuschätzen.