Kosmische Strahlung - Raumfahrt - Dr. Christian Pinter - Astronomische Beobachtungstipps

Wir haben an anderer Stelle schon von den drei Schilden erfahren, die uns schützen - allerdings nur am Erdboden. Wer ins Flugzeug steigt, nähert sich jener Zone, in der die primäre in die sekundäre kosmische Strahlung verwandelt wird.

Entsprechend steigt die Strahlung. Meine eigenen Messungen belegen in 38.000 Fuß Reiseflughöhe eine bis zu 27-fach höhere Strahlung als am Boden. Die Literatur nennt aber noch deutlich höhere Werte, auch abhängig von der Flugroute.

Wer die Erde in 300 oder 400 km Höhe umkreist, ist bereits der 200-fachen Strahlung ausgesetzt. Denn der Schutzschild "Erdatmosphäre" wirkt dort oben nicht mehr. Speziell bei Langzeitaufenthalten - früher an Bord der russischen MIR, heute auf der Internationalen Raumstation ISS - bekommt man eine nicht enden wollende Serie von Strahlentreffern ab.

Schießen energiereiche Teilchen durch Astronautenaugen, sehen diese manchmal Lichtblitze. Tatsächlich tritt Grauer Star in dieser Berufsgruppe gehäuft auf.

Verlässt man den niedrigen Erdorbit und macht sich in Richtung Mond auf, verliert man auch den zweiten Schutzschild - die Erdmagnetosphäre. In der Apollo-Ära war das 27 Männern vorbehalten.

Ihre Missionen dauerten maximal 295 Stunden (gut 12 Tage, Apollo 15). Trotzdem starben später mehr als 40% der Mondreisenden an Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Sie waren davon auch häufiger betroffen als Berufskollegen im Erdorbit.

Es dauert nicht bloß zwei Wochen, sondern sieben bis neun Monate, um den Mars zu erreichen. Dann heißt es warten, bis wieder eine günstige Konstellation für den Rückflug eintritt. Alles in allem ist mit einer Missionsdauer von zwei Jahren zu rechnen. Allein deshalb bekäme ein Marsflieger 60 mal mehr Strahlung ab als ein Apollo-Mondfahrer - bzw. 800 mal mehr als ein Bewohner von Wien-Breitenlee dieser Zeit.

Das für Raumfahrzeuge primär genützte, weil leichte Aluminium soll wenigstens ein Drittel der Strahlung absorbieren. Schwerere Materialen lassen sich nur bedingt ins All hieven. Außerdem entsteht darin, ähnlich wie in der irdischen Lufthülle, Sekundärstrahlung.

Wassertanks bildeten die billigste Abschirmung, zumal man Wasser sowieso mitführen bzw. an Bord recyceln muss. Die NASA experimentiert auch mit High-Tech-Materialen. Allerdings: Bei besonders energiereichen Teilchen versagt jeder Schutz.

Man hat bereits Mäuse an Teilchenbeschleuniger gesetzt und ihnen die gesamte Dosis eines Marsflugs in kurzer Zeit verpasst. Zu den Folgen zählten bleibende Verdickungen der Arterienwand - also Atherosklerose. Auch Nervenzellen wurden ruiniert: Die Versuchstiere verloren einen Teil ihrer kognitiven Fähigkeiten.

Auf der Marsoberfläche stehend, sollte man auf den ersten Blick bloß die halbe Strahlung abbekommen, da man ja wenigstens "von unten" geschützt wäre. Ganz so stimmt das allerdings nicht. Die Primärstrahlung trifft nämlich Marsgestein, und die resultierende "Sekundärstrahlung" wirkt ebenfalls auf Astronauten ein. Außerdem böten Raumanzüge weniger Schutz als die Außenhaut von Raumschiffen.

Sind Eizellen oder Spermien von Strahlungsschäden betroffen, kann die veränderte Erbinformation auch an folgende Generationen weitergereicht werden. Sex ohne Verhütung wäre während einer langen Marsmission tabu - und selbst später noch problematisch. Am besten, man schließt die Familienplanung vor dem Start operativ ab.

Die kosmische Primärstrahlung ist anders zusammengesetzt als die uns besser vertraute Sekundärstrahlung. Sie wäre selbst bei gleicher Dosis noch gefährlicher. Eine realistische Risikoabschätzung ist nur schwer möglich.

Um ein besseres Bild zu erhalten, hat man bereits spezielle Strahlungsdetektoren an Bord der ISS betrieben. Auch solche, in denen das menschliche Gewebe möglichst nachgebildet wurde.

Ein Wiener ist aufgrund der natürlichen Strahlung (terrestrische Strahlung und sekundäre kosmische Strahlung) mit einer jährlichen Dosis von knapp 1 mSv (Millisievert) belastet. Wer die gleiche Zeit auf der ISS verbringt, ist mit 200 mSv konfrontiert. Vertraut man dem hier etwas näher beschriebenen, linearen Modell, soll das sein späteres Krebsrisiko um 1% steigern.

Eine Landemission auf dem Mars dürfte laut NASA in Summe 1.000 mSv einbringen. Das Krebsrisiko würde somit (nach dem umstrittenen linearen Modell) um 5% steigen.

Von 100 Erdenbürgern erliegen 24 einer tödlichen Krebserkrankung. Flögen 100 Menschen zum Mars, würden nicht 24, sondern 29 von ihnen später an Krebs sterben.

Da die NASA derzeit bloß ein zusätzliches Krebsrisiko von 3% toleriert, wäre ein Marsflug also gar nicht zu vertreten. Sogar absolute, strahlungstechnisch "unverbrauchte" Weltraumneulinge dürften nicht zum roten Planeten aufbrechen.

Man könnte die NASA freilich außen vor lassen, und den Marsflug privaten Akteuren mit weniger Skrupel überlassen. Man könnte auf die Entwicklung besserer Abschirmmethoden und Medikamente warten. Oder man könnte die Toleranzgrenze, also den sogenannten "Grenzwert", einfach von 3 auf 5% erhöhen; das wäre wohl die bequemste Lösung.

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