Die Mondoberfläche ist der Weltraumstrahlung ausgesetzt. Bildnachweis: NASA Zum Vergrößern anklicken
Auf dem Mond sind viele Dinge, die Sie töten können, unsichtbar: atemberaubendes Vakuum, extreme Temperaturen und Weltraumstrahlung stehen ganz oben auf der Liste.
Vakuum und Temperatur, mit denen die NASA umgehen kann; Raumanzüge und Lebensräume sorgen für viel Luft und Isolierung. Strahlung ist jedoch schwieriger.
Die Mondoberfläche ist der kosmischen Strahlung und Sonneneruptionen ausgesetzt, und ein Teil dieser Strahlung ist durch Abschirmung sehr schwer zu stoppen. Wenn kosmische Strahlen auf den Boden treffen, erzeugen sie außerdem einen gefährlichen Sprühnebel von Sekundärteilchen direkt zu Ihren Füßen. All diese Strahlung, die das menschliche Fleisch durchdringt, kann die DNA schädigen und das Risiko von Krebs und anderen Krankheiten erhöhen.
Laut Vision for Space Exploration plant die NASA, bis 2020 Astronauten zum Mond zu schicken und schließlich einen Außenposten zu errichten. Damit Menschen auf dem Mond sicher leben und arbeiten können, muss das Strahlungsproblem gelöst werden.
„Wir müssen wirklich mehr über die Strahlungsumgebung auf dem Mond wissen, insbesondere wenn die Menschen dort länger als nur ein paar Tage bleiben“, sagt Harlan Spence, Professor für Astronomie an der Boston University.
Um die Strahlungsumgebung des Mondes sorgfältig zu messen und zu kartieren, entwickelt die NASA ab 2008 eine Robotersonde, die den Mond umkreist. Dieser Scout namens Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) wird den Weg für zukünftige menschliche Missionen ebnen, nicht nur durch die Messung der Weltraumstrahlung, aber auch durch die Jagd nach gefrorenem Wasser und die Kartierung der Mondoberfläche in noch nie dagewesenen Details. LRO ist ein wichtiger Bestandteil des Robotic Lunar Exploration Program der NASA, das vom Goddard Space Flight Center verwaltet wird.
Eines der Instrumente an Bord von LRO ist das Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation (CRaTER).
„Wir werden nicht nur die Strahlung messen, sondern auch Kunststoffe verwenden, die menschliches Gewebe nachahmen, um zu untersuchen, wie diese hochenergetischen Partikel den menschlichen Körper durchdringen und mit ihm interagieren“, sagt Spence, der leitende Forscher von CRaTER.
Durch die Platzierung der Strahlungsdetektoren im CRaTER hinter einem speziellen Kunststoff mit unterschiedlicher Dicke, der eine ähnliche Dichte und Zusammensetzung wie menschliches Gewebe hat, werden Spence und seine Kollegen dringend benötigte Daten liefern: Abgesehen von schnellen Reisen zum Mond während des Apollo-Programms werden die meisten bemannten Raumfahrten hat sich in der Nähe der Erde ereignet, wo das Magnetfeld unseres Planeten einen natürlichen Schutzschild bietet. Im erdnahen Orbit sind die gefährlichsten Formen der Weltraumstrahlung relativ selten. Das ist gut für Astronauten, lässt Forscher jedoch viele unbeantwortete Fragen darüber, was Strahlung mit menschlichem Gewebe macht. CRaTER wird helfen, die Lücken zu schließen.
Draußen im Weltraum kommt Strahlung aus allen Richtungen. Auf dem Mond könnte man zumindest erwarten, dass der Boden etwas Erleichterung bietet, da der Festkörper des Mondes die Strahlung von unten blockiert. Nicht so.
Wenn galaktische kosmische Strahlung mit Teilchen in der Mondoberfläche kollidiert, lösen sie kleine Kernreaktionen aus, die noch mehr Strahlung in Form von Neutronen freisetzen. Die Mondoberfläche selbst ist radioaktiv!
Was ist also für Astronauten schlimmer: kosmische Strahlung von oben oder Neutronen von unten? Igor Mitrofanov, Wissenschaftler am Institut für Weltraumforschung und der russischen Föderalen Raumfahrtbehörde, Moskau, gibt eine düstere Antwort: „Beide sind schlimmer.“
Mitrofanov ist Principal Investigator für das andere strahlungsempfindliche Instrument am LRO, den Lunar Exploration Neutron Detector (LEND), der teilweise von der russischen Federal Space Agency finanziert wird. Durch die Verwendung eines Heliumisotops, dem ein Neutron fehlt, kann LEND die von der Mondoberfläche ausgehende Neutronenstrahlung nachweisen und messen, wie energiereich diese Neutronen sind.
Die erste globale Kartierung der Neutronenstrahlung vom Mond wurde 1998-99 von der NASA-Sonde Lunar Prospector durchgeführt. LEND wird die Lunar Prospector-Daten verbessern, indem es die Energien dieser Neutronen profiliert und zeigt, welcher Anteil hochenergetisch (d. h. am schädlichsten für den Menschen) und welcher Anteil niedriger Energie ist.
Mit diesem Wissen in der Hand können Wissenschaftler mit der Entwicklung von Raumanzügen, Mondhabitaten, Mondfahrzeugen und anderer Ausrüstung für die Rückkehr der NASA zum Mond beginnen, da sie genau wissen, wie viel Strahlenschutz diese Ausrüstung haben muss, um die Sicherheit der Menschen zu gewährleisten.
