Die giftige Seite des Mondes

Staubige Bedrohung: Der feine Staub des Mondes könnte künftigen Mond-Astronauten gefährlich werden. Denn er kann tief in die Lungen eindringen und schwere Zell- und DNA-Schäden verursachen, wie eine Studie belegt. Das Problem: Die winzigen, scharfkantigen Partikel kleben an Raumanzügen und Geräten und werden daher unweigerlich auch in das Innere von Mondbasen und Landefähren geschleppt – wie schon die Apollo-Astronauten feststellen mussten.

Schon bei der ersten Mondlandung berichteten die Astronauten der Apollo 11 über den feinen, klebrigen Mondstaub. Er setzte sich an ihren Raumanzügen fest, überzog alle Geräte und bald auch das Innere der Landefähre. Das aber blieb nicht ohne Folgen: Alle zwölf Astronauten der Mondmissionen litten unter Symptomen, die Apollo-17-Astronaut Harrison Schmitt als „lunaren Heuschnupfen“ umschrieb: Niesen, eine verstopfte Nase, ein kratziger Hals und tränende, juckende Augen.

Scharfkantig und winzig

Doch was hat es mit diesem „lunaren Heuschnupfen“ auf sich? Und wie gesundheitsschädlich ist der Mondstaub? Bekannt ist, dass die Partikel des lunaren Regoliths sich deutlich vom irdischen Staub unterscheiden. Denn auf der Erde schleifen Wind und Wasser alle Staub- und Sandkörnchen im Laufe der Zeit rund. Weil der Mond jedoch keine Atmosphäre besitzt, bleiben die lunaren Staubkörnchen scharfkantig.

Hinzu kommt: Durch die ungefilterte Strahlung laden sich die zwischen 0,5 und zehn Mikrometer kleinen Partikel des lunaren Regoliths elektrostatisch auf. Das lässt sie nicht nur an allen Objekten „kleben“, die geringe Schwerkraft des Mondes hält sie auch lange in der Schwebe. „Diese Partikel können daher leicht eingeatmet werden und tief in die Lunge eindringen“, erklärt Kim Prisk von der University of California.

Mondstaub-Partikel in Nahaufnahme - typisch ist die kantige, kaum abgerundete Form. © NASA/JSC

So schädlich wie Asbest?

Das Problem: Von irdischen Nanopartikeln wie beispielsweise Asbeststaub weiß man, dass sie über die Atemluft bis tief in die Lungenzellen eindringen können. Dort schädigen sie die Zellen, lösen chronische Entzündungen aus und können DNA-Schäden bewirken, die letztlich zu Lungenkrebs führen.

Könnte der Mondstaub eine ähnlich fatale Wirkung auf künftige Astronauten und Bewohner von Mondbasen haben? „Bisher wissen wir nicht, wie schlimm dieser Staub wirklich ist“, erklärt Prisk. Ein Forschungsprojekt der ESA soll nun diese mögliche Gesundheitsgefahr für künftige Mondmissionen näher untersuchen – und bisherige Erkenntnisse vertiefen. Eine erste Studie dazu gibt es bereits – und sie verheißt nichts Gutes.

Zelltod und DNA-Schäden

Für diese Studie hatten Rachel Caston von der Stony Brook University in New York und ihre Kollegen die Wirkung von Mondstaub-Analoga auf menschliche Lungen- und Gehirnzellen untersucht. Der Pseudo-Mondstaub stammt aus vulkanischen Aschen und erstarrter Lava, die chemisch dem lunaren Regolith sehr ähnlich sind. Frisch zermahlen sind die Partikel dieser Imitate ähnlich klein und scharfkantig wie der Mondstaub.

Die Tests ergaben: Alle Mondstaub-Imitate erwiesen sich als hochgradig zellschädigend. „Die Partikel verursachten Zelltod und DNA-Schäden in Lungenzellen und neuronalen Zellen“, berichten Caston und ihre Kollegen. Bei Konzentrationen von 20 Milligramm auf die 3,8 Quadratzentimeter der Zellkulturen überlebten nur rund zehn Prozent der Zellen – egal ob diese sich noch teilten oder bereits voll ausdifferenziert waren. Aber auch bei niedrigeren Konzentrationen waren ein vermehrter Zelltod zu beobachten, so die Forscher. Nähere Untersuchungen enthüllten zudem, dass der simulierte Mondstaub – ähnlich wie Asbestfasern und andere Nanopartikel – in den Zellen DNA-Schäden verursacht hatte.

Apollo-Astronaut Harrison Schmitt auf dem Mond. Künftige Astronauten müssen versuchen, den Mondstaub möglichst vor Rückkehr ins Wohnmodul wieder loszuwerden. © NASA

„Kontakt vermeiden“

Doch worauf beruht diese Schadwirkung? „Die beobachtete Zytotoxizität konnte sowohl durch chemische wie durch physikalische Wechselwirkungen verursacht werden“, sagen Caston und ihre Kollegen. So erhöht die geringe Größe der Staubkörnchen ihre Oberfläche und erleichtert so beispielsweise chemische Reaktionen, durch die aggressive Sauerstoffradikale entstehen. Gleichzeitig sind die Partikel aber auch klein genug, um in die Zellen einzudringen sie direkt zu schädigen.

„Klar scheint, dass künftige Mond-Astronauten es vermeiden sollten, den lunaren Staub einzuatmen“, betonen die Forscher. Das allerdings dürfte schwer zu vermeiden sein. Denn sobald die Astronauten sich außerhalb ihrer Landefähren oder Mondbasen bewegen, wird der feine Staub an ihren Anzügen kleben und kann dann leicht ins Innere mitgeschleppt werden.

Umso wichtiger ist es nach Ansicht der Forscher nun, die biologische Wirkung von Mondstaub auf menschliche Zellen und Gewebe weiter zu untersuchen – am besten mit echtem Mondstaub. Denn nur so könnte die Gesundheitsgefahr durch den lunaren Regolith abgeschätzt werden. (GeoHealth, 2018; doi: 10.1002/2017GH000125)

(ESA, 11.07.2018 – NPO)