Die bevorstehende Artemis-2-Mission der NASA wird Astronauten auf eine zehntägige Mondumlaufbahn schicken und sie dabei den Gefahren der Weltraumstrahlung aussetzen. Während die Orion-Raumsonde einen gewissen Schutz bietet, wird sich die Besatzung auf aktive Überwachung und eine vorab geplante „Shelter-in-Place“-Strategie verlassen, um Risiken durch Sonnenstürme und andere Weltraumwetterereignisse zu mindern.
Die Strahlengefahr im Weltraum
Sobald sie das schützende Magnetfeld der Erde verlassen, sind Astronauten einem erhöhten Risiko durch hochenergetische Teilchen ausgesetzt. Dazu gehören die galaktische kosmische Strahlung (GCR), die sich aufgrund ihrer extremen Energie nur schwer abschirmen lässt, und Solar Particle Events (SPEs) – plötzliche Strahlungsausbrüche der Sonne. SPEs stellen die unmittelbarste Bedrohung dar, da sie über einen kurzen Zeitraum hohe Strahlungsdosen abgeben können. Die Artemis-2-Besatzung, bestehend aus Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch und Jeremy Hansen, wird mit Strahlungsdetektoren und Dosimetern ausgestattet, um die Expositionswerte zu verfolgen.
Orions Shielding and Shelter Protocol
Die Orion-Raumsonde ist auf Strahlenschutz ausgelegt. Seine kompakte und dichte Struktur bietet inhärenten Schutz, wie Daten der unbemannten Artemis-1-Mission im Jahr 2022 zeigen. Bei schweren SPEs aktiviert die Besatzung jedoch ein „Shelter-in-Place“-Protokoll. Dabei geht es darum, Vorräte aus zentralen Staufächern zu verlagern, um einen lokalen Schutzschild mit hoher Dichte zu schaffen und so die Gefährdung in kritischen Bereichen der Kapsel zu verringern.
„Wir haben erfahren, dass der Strahlungssturmschutz des Orion an verschiedenen Stellen im Fahrzeug wie erwartet funktioniert“, sagte Stuart George, Leiter der Strahlungsinstrumentierung der NASA.
Die Besatzung hat außerdem Zugriff auf zusätzliche Abschirmungen in weniger genutzten Bereichen, wie Lagerbuchten und in der Nähe der Toilette, die einen dichteren Schutz bieten. Diese Strategie basiert auf vordefinierten Dosisleistungsschwellenwerten: Bei Überschreitung wird der Schutzraum so gebaut, dass die Exposition minimiert wird.
Erweiterte Strahlungsüberwachung
Artemis 2 wird mehrere Strahlungsüberwachungssysteme einsetzen. Strategisch im gesamten Orion platzierte HERA-Sensoren (Hybrid Electronic Radiation Assessors) werden Echtzeitdaten liefern. Die von den Astronauten getragenen Crew-Aktiv-Dosimeter-Abzeichen erfassen auch die individuelle Exposition. Die NASA arbeitet mit der Deutschen Raumfahrtagentur (DLR) zusammen, um einen aktualisierten M-42 EXT-Sensor einzusetzen, der eine sechsmal höhere Auflösung als das Vorgängermodell bietet. Dies ermöglicht eine genauere Analyse verschiedener Energiearten innerhalb der Strahlungsumgebung.
Lehren aus Artemis 1
Die Artemis-1-Mission lieferte entscheidende Daten über die Abschirmfähigkeiten von Orion. Instrumente an Bord des Raumfahrzeugs, darunter Puppen und Körperphantome, zeigten, dass bei Weltraumwetterereignissen die Strahlenbelastung der inneren Organe geringer sein kann als die der Haut. Diese Erkenntnisse werden dazu beitragen, Strategien zum Schutz der Besatzung für Artemis 2 zu verfeinern.
Das Verständnis dieser Dynamik ist von entscheidender Bedeutung, da eine längere Strahlenexposition das Krebsrisiko erhöhen und akute Gesundheitsprobleme verursachen kann. Der Schwerpunkt des Artemis-Programms auf Abschirmung und Überwachung ist eine direkte Reaktion auf diese Bedrohung und gewährleistet die Sicherheit der Astronauten bei zukünftigen Mondmissionen.
Die Artemis-2-Mission stellt einen bedeutenden Schritt in Richtung einer nachhaltigen Monderkundung dar, verdeutlicht aber auch die Herausforderungen des Betriebs in der rauen Umgebung des Weltraums. Der Erfolg der Mission hängt von einer proaktiven Strahlenminderung, einer fortschrittlichen Überwachung und einem klar definierten Notfallprotokoll ab.
