Nicht unbedenklich: Astronauten sind auf dem Mond einer rund 200 Mal höheren Strahlenbelastung ausgesetzt als auf der Erdoberfläche. Das enthüllt die erste genauere Strahlenmessung auf dem Erdtrabanten. Diese Werte – rund 60 Mikrosievert pro Stunde – können jedoch bei einem Sonnensturm um ein Mehrfaches ansteigen. Das unterstreicht, dass künftige Mondstationen gut abgeschirmt sein müssen, so die Forscher im Fachmagazin „Science Advances“.
Knapp 50 Jahre lang war die bemannte Raumfahrt auf den Erdorbit begrenzt, jetzt sollen Astronauten zum Mond zurückkehren: Die USA wollen mit ihrer Mission Artemis bis 2024 eine bemannte Mondlandung durchführen und auch die ESA plant schon eine Mondstation. Das bedeutet auch, dass sich erstmals wieder Menschen aus dem Schutzschirm des Erdmagnetfelds hinauswagen werden – dem Feld, das uns vor der energiereichen und gesundheitsschädlichen kosmischen Strahlung bewahrt.
Wie hoch ist die Strahlung auf dem Mond?
Für die Astronauten ist dies mit einem erheblichen Risiko verbunden. Denn auf dem Weg zum Mond und auf seiner Oberfläche sind sie der Strahlung und den energiereichen Teilchen des Sonnenwinds und der kosmischen Strahlung direkt ausgesetzt. Dazu kommt die Gefahr durch Sonnenstürme, die die Strahlendosen um mehrere Größenordnungen erhöhen können. Zum Glück für die Apollo-Astronauten kam es während ihrer Missionen nicht zu solchen gefährlichen Stürmen, zudem waren sie nur wenige Tage im All unterwegs.
Doch bei den künftigen Mond-Astronauten ist dies anders: Sie werden länger auf dem Erdtrabanten und in seiner Umlaufbahn bleiben. Umso wichtiger ist es, die Strahlenbelastung zu kennen, der sie dabei ausgesetzt sein werden. Zwar trugen die Apollo-Astronauten einfache Dosimeter, deren Daten waren aber zu ungenau, um daraus die Exposition zu ermitteln.
Das hat nun ein Messgerät auf der chinesische Landesonde Chang’e 4 nachgeholt. Die „Lunar Lander Neutron and Dosimetry“ (LND) hat im Januar und Februar 2019 erstmals zeitlich aufgelöste Strahlenmessungen auf der Mondoberfläche durchgeführt. Robert Wimmer-Schweingruber von der Universität Kiel und sein Team haben diese Messungen nun ausgewertet.
Irdische Jahresdosis an einem Tag
Das Ergebnis: Die Messungen ergaben eine Äquivalentdosisleistung von etwa 60 Mikrosievert pro Stunde. Pro Tag bekäme ein Astronaut auf dem Mond rund 1,3 Millisievert an potenziell schädlicher Strahlung ab. Zum Vergleich: Diese Strahlenbelastung ist rund 200 Mal höher als auf der Erdoberfläche und 2,6 Mal höher als auf der internationalen Raumstation ISS. Ein Mond-Astronaut wäre an einem Tag der Strahlendosis ausgesetzt, die bei uns als Jahresgrenzwert für die allgemeine Bevölkerung festgelegt ist.
Angesichts der Tatsache, dass die künftigen Mond-Astronauten Tage und sogar Wochen auf dem Mond bleiben sollen, wären diese Werte schon eine erhebliche Belastung für den Menschen, sagt Wimmer-Schweingruber. Hinzu kommt: Diese Messwerte wurden in einer Phase ohne Sonnenstürme und stärkere solare Aktivität ermittelt. Denn Anfang 2019 befand sich die Sonne nach nahe dem Minimum ihres elfjährigen Zyklus. Inzwischen jedoch hat ein neuer Sonnenzyklus begonnen. Wenn in ein paar Jahren die ersten Astronauten zum Mond fliegen, dürfte die Sonnenaktivität daher deutlich höher sein.
Schutz unter dem lunaren Regolith
Umso wichtiger wird es sein, die Mond-Astronauten vor der Strahlenbelastung abzuschirmen. Während des Fluges wird dies eher schwierig, weil auf den Raumschiffen wenig Platz für Abschirmungen ist. Doch eine Mondstation kann den nötigen Schutz bieten. Schon eine dickere Schicht aus Mondgestein über der Station kann die Strahlung stark dämpfen. Auch Lavahöhlen als Standorte für künftige Mondstationen werden bereits ins Auge gefasst. (Science Advances, 2020; doi: 10.1126/sciadv.aaz1334)
Quelle: Universität Kiel
