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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Ein Phantom-Torso zum Strahlungsschutz |
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Fred soll in den nächsten Monaten auf der Internationalen Raumstation ISS die Größenordnungen an Weltraumstrahlung messen, denen die Astronauten während ihres Aufenthaltes auf der ISS ausgesetzt sind, so die NASA. Hochenergetische Teilchen, die in den menschlichen Körper eindringen, können die Funktion der Zellen massiv stören und zu dauerhaften Gesundheits-Schäden führen.
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Weltraumstrahlung langfristig schädlich |
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Obwohl bislang kein Astronaut Symptome der sogenannten "Weltraumstrahlungs-Krankheit" zeigte, kann eine lange Konfrontation mit Weltraumstrahlung längerfristig zu Gesundheitsproblemen führen.
Der Phantom-Torso soll in erster Linie drei Aufgaben bewältigen: Zuallererst soll er die Verteilung der Strahlungsdosen innerhalb des menschlichen Körpers bei verschiedenen Organen und Geweben testen. Zweitens soll er diese Strahlungsdosen mit Strahlungsmessungen der Haut verknüpfen. Zu guter Letzt soll er Modelle prüfen und verbessern, die die Bewegung der Strahlung im menschlichen Körper vorhersagen.
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Warum Weltraumstrahlung gefährlich ist
Die erste der drei in Frage kommenden Strahlungsarten enthält die Teilchen mit der höchsten Energie: die Galaktische Röntgenstrahlung(GRCs), bestehend aus Atomkernen, die durch Supernova-Explosionen fast bis auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wurden. Kosmische Strahlungskerne können so leicht wie Wasserstoff oder so schwer wie Eisen sein. Da ihnen die umgebende Hülle der negativ geladenen Elektronen fehlt, sind GRCs positiv geladen. Die schweren Kerne tragen die größte Ladung. "Erhöht sich die Ladung, so erhöht sich auch die Energiemenge, die jene Teilchen direkt in das menschliche Gewebe einbringen", erklärt Gautam Badhwar, Leiter der Strahlungsstudie am Johnson Space Center. |
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 Mehr zu Galaktischer Röntgenstrahlung |
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Supernova als Strahlungsquelle
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Supernova-Explosionen wie die hier dargestellte beschleunigen Atomkerne fast bis auf Lichtgeschwindigkeit. Die daraus resultierende "kosmische Strahlung" stellt eine gesundheitliche Gefahr für den menschlichen Organismus dar.
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Weitere Formen der Strahlung |
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Die anderen Formen der Strahlung bestehen hauptsächlich aus Protonen, den positiv geladenen Elementarteilchen von Atomkernen. Obwohl ihr Ladung wesentlich geringer als die der GRCs ist, können sie noch immer erhebliche organische Schäden
verursachen.
Die dritte Strahlungsart besteht vor allem aus verschiedenen Zerfallsprodukten, die durch Interaktion der GRCs mit dem Magnetfeld der Erde entstehen. Diese Strahlungsform tritt auch in einer spezifischen Region auf, die die ISS fünfmal pro Tag für ca. 20 Minuten passiert - die so genannte "Südatlantik-Anomalie".
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Hi-Tech-Torso
Um die kosmische Strahlung in allen Einzelheiten messen zu können, haben Badhwar und sein Team den Körper von Fred in 35 horizontal verlaufende Schichten unterteilt. In jeder Sektion sind Löcher für winzige Strahlungsdosimeter vorhanden. Der Torso ist mit über 400 solcher passiver Lithiumkristall-basierender Dosimeter ausgestattet. Fred ist darüber hinaus mit fünf aktiven Detektoren, die im Gehirn, in der Schilddrüse, im Herz, im Enddarm und im Magen des Phantoms lokalisiert sind, ausgerüstet. |
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Details zum Phantom-Torso "Fred" |
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Ein Modell von 'Fred', dem Phantomtorso. Erkennbar sind die horizontal angeordneten Schichten mit den Detektoren.
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Planung interstellarer Missionen |
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"Mittels der aktiven Detektoren können wir die Zeit, in der Strahlung in bestimmten Regionen empfangen wurde, mit der Position der ISS korrellieren", erläutert Badhwar. Die NASA-Wissenschaftler können mittels Fred strahlungstechnisch genau festlegen, wann sie die Südatlantik-Anomalie passieren. Diese genaue Bestimmung, welche Regionen belastende Strahlungsdosen enthalten, lässt sich auch auf die Planung zukünftiger interstellarer Missionen anwenden.
Die von Badhwar und seinem Team errechneten Modelle sollen in Zukunft die Bestimmung der Strahlungsdosen ermöglichen, denen die einzelnen Organe der Astronauten ausgesetzt sind - und zwar ausschließlich mittels Bestimmung der Strahlungsbelastung der Haut.
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Analyse alle zehn Tage |
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Der Vorteil jener Modelle, so die NASA-Wissenschaftler, liege in ihrer individuellen Anwendbarkeit. Die Messungen können an Gewicht, Größe und medizinische Geschichte des einzelnen Astronauten angepasst werden.
Alle zehn Tage sollen die aufgenommen Daten der Crew-Mitglieder zur Erde gesandt und analysiert werden. Wenn in vier Monaten auch "Fred" von seiner Mission wieder auf die Erde zurückgekehrt sein wird, können die Wissenschaftler auch die Ergebnisse seiner aktiven Sensoren genauer unter die Lupe nehmen.
(red)
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01.01.2010 |
