Das Welt­raum­strah­lungs­ex­pe­ri­ment MA­RE

Zusammenbau der Messpuppe Helga
Zu­sam­men­bau der Mess­pup­pe Hel­ga
Bild 1/8, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Zusammenbau der Messpuppe Helga

Die Strah­len­mess­pup­pe Hel­ga fliegt für das Pro­jekt MA­RE mit ih­rer "Zwil­lings­schwes­ter" Zo­har zur Strah­lungs­mes­sung und Eva­lu­ie­rung der Schutz­wes­te Astro­Rad im NA­SA-Raum­schiff Ori­on zum Mond und zu­rück. Die bei­den Mess­kör­per, so­ge­nann­ten Phan­to­me, be­ste­hen aus je­weils 38 Schei­ben und sind 95 Zen­ti­me­ter groß. Im In­ne­ren der bei­den be­fin­den sich Or­ga­ne und Kno­chen aus Kunst­stoff un­ter­schied­li­cher Dich­te. Dort und auf der Ober­flä­che sind pro Phan­tom über 6000 pas­si­ve Strah­lungs­de­tek­to­ren aus klei­nen Kris­tal­len und ins­ge­samt 16 ak­ti­ve De­tek­to­ren (M-42) des DLR an den strah­len­emp­find­lichs­ten Or­ga­nen des Kör­pers - Lun­ge, Ma­gen, Ge­bär­mut­ter und Kno­chen­mark - ein­ge­baut.
Zohar mit Weste in ihrem Sitz
Zo­har mit Wes­te in ih­rem Sitz
Bild 2/8, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Zohar mit Weste in ihrem Sitz

Die Strah­len­mess­pup­pe Zo­har fliegt für das Pro­jekt MA­RE mit ih­rer "Zwil­lings­schwes­ter" Hel­ga zur Strah­lungs­mes­sung und Eva­lu­ie­rung der Schutz­wes­te Astro­Rad im NA­SA-Raum­schiff Ori­on zum Mond und zu­rück. Die bei­den Mess­kör­per, so­ge­nann­ten Phan­to­me, be­ste­hen aus je­weils 38 Schei­ben und sind 95 Zen­ti­me­ter groß. Im In­ne­ren der bei­den be­fin­den sich Or­ga­ne und Kno­chen aus Kunst­stoff un­ter­schied­li­cher Dich­te. Dort und auf der Ober­flä­che sind pro Phan­tom über 6000 pas­si­ve Strah­lungs­de­tek­to­ren aus klei­nen Kris­tal­len und ins­ge­samt 16 ak­ti­ve De­tek­to­ren (M-42) des DLR an den strah­len­emp­find­lichs­ten Or­ga­nen des Kör­pers - Lun­ge, Ma­gen, Ge­bär­mut­ter und Kno­chen­mark - ein­ge­baut.
Auf dem Weg zum Mond
Auf dem Weg zum Mond
Bild 3/8, Credit: ©NASA, Bildmontage: DLR

Auf dem Weg zum Mond

Das Ori­on-Raum­schiff soll den Mond mehr­mals um­run­den und dann wie­der zur Er­de zu­rück­keh­ren.
HELGA-Aufbau
Hel­gas Auf­bau
Bild 4/8, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Helgas Aufbau

Das DLR-Phan­tom Hel­ga ist aus 38 Schich­ten auf­ge­baut mit rund 1400 Po­si­tio­nen zur Auf­nah­me von Strah­lungs­de­tek­to­ren.
Bartos Przybyla und Thomas Berger beim Aufsetzen des Kopfes von Helga
Hel­gas Auf­bau
Bild 5/8, Credit: © DLR

Helgas Aufbau

Bar­tos Przy­by­la (links) und MA­RE-PI Dr. Tho­mas Ber­ger (rechts) beim Auf­set­zen des Kop­fes von Hel­ga
Die "Crew" der Artemis-I-Mission zum Mond
Die "Crew" der Ar­te­mis-I-Missi­on zum Mond
Bild 6/8, Credit: NASA/Lockheed Martin/DLR

Die "Crew" der Artemis-I-Mission zum Mond

Die bei­den Mess­pup­pen des Ex­pe­ri­ments MA­RE (Ma­tros­h­ka Astro­Rad Ra­dia­ti­on Ex­pe­ri­ment), die mit der ers­ten Missi­on Ar­te­mis I der NA­SA zum Mond flie­gen, neh­men zwei der Pas­sa­gier­sit­ze der Ori­on-Kap­sel ein (Sitz #3 und Sitz #4).
MARE-Logo
MA­RE-Lo­go
Bild 7/8, Credit: DLR

MARE-Logo

MA­RE-Lo­go
Aktiver Strahlungsdetektor M-42
Ak­ti­ver Strah­lungs­de­tek­tor M-42
Bild 8/8, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Aktiver Strahlungsdetektor M-42

Das Ex­pe­ri­ment MA­RE (Ma­tros­h­ka Astro­Rad Ra­dia­ti­on Ex­pe­ri­ment) un­ter­sucht mit­tels zwei­er bau­glei­cher Mess­pup­pen, die mit der ers­ten Missi­on Ar­te­mis 1 der NA­SA zum Mond flie­gen, die Strah­len­be­las­tung wäh­rend des ge­sam­ten Flu­ges. Die bei­den Mess­kör­per, so­ge­nann­ten Phan­to­me, be­ste­hen aus je­weils 38 Schei­ben und sind 95 Zen­ti­me­ter groß. Im In­ne­ren der bei­den be­fin­den sich Or­ga­ne und Kno­chen aus Kunst­stoff un­ter­schied­li­cher Dich­te. Dort und auf der Ober­flä­che sind über 6000 pas­si­ve Strah­lungs­de­tek­to­ren aus klei­nen Kris­tal­len so­wie 16 ak­ti­ve De­tek­to­ren an den strah­len­emp­find­lichs­ten Or­ga­nen des Kör­pers - Lun­ge, Ma­gen, Ge­bär­mut­ter und Kno­chen­mark - ein­ge­baut.

Außerhalb des schützenden Erdmagnetfelds ist die Strahlenbelastung für den menschlichen Organismus sehr hoch. Sie stellt für zukünftige Besatzungen von Langzeitmissionen zu Mond und Mars ein erhebliches gesundheitliches Risiko dar. Darum ist es entscheidend, diese Belastung genauer zu bestimmen und Maßnahmen zum Schutz von Astronautinnen und Astronauten zu entwickeln. Das Experiment MARE (Matroshka AstroRad Radiation Experiment) untersucht mittels zweier baugleicher Messpuppen, die mit der ersten Mission Artemis 1 der NASA zum Mond fliegen, die Strahlenbelastung während des gesamten Fluges. Die „Messpuppen-Zwillinge“ sind weiblichen Körpern nachempfunden. Eine von ihnen – Helga – fliegt ungeschützt zum Mond, die andere – Zohar - trägt eine neu entwickelte Strahlenschutzweste. Die Weste deckt den Oberkörper, die Gebärmutter sowie die blutbildenden Organe ab. Im Vergleich der beiden Datensätze lässt sich dann ermitteln, in welchem Ausmaß die Weste eine Astronautin vor schädlicher Strahlenbelastung schützen würde.

Das Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) leitet das Experiment. Hauptprojektpartner sind die israelische Raumfahrtagentur ISA, der israelische Industriepartner StemRad, der die AstroRad-Schutzweste entwickelt hat, sowie Lockheed Martin und die NASA. MARE stellt in seiner Komplexität und in seiner internationalen Zusammenarbeit mit zahlreichen Universitäten und Forschungseinrichtungen aus Europa, Japan und den USA das größte Experiment zur Bestimmung der Strahlenbelastung für Astronautinnen und Astronauten dar, das jemals den erdnahen Orbit verlassen hat. Die während Artemis 1 durchgeführten Messungen werden wertvolle Daten zur Risikobewertung und -minderung für künftige Erkundungsmissionen liefern und eine für den Menschen sichere Erforschung des Weltraums ermöglichen.

Helga und Zohar – zwei Phantom-Astronautinnen messen die Strahlenbelastung auf dem Weg zum Mond

Die beiden Messkörper, sogenannten Phantome, bestehen aus jeweils 38 Scheiben, sind 95 Zentimeter groß und 36 Kilogramm schwer. Zohar wiegt mit der Schutzweste sogar 62 Kilogramm. Im Inneren der beiden befinden sich Organe und Knochen aus Kunststoff unterschiedlicher Dichte. Dort und auf der Oberfläche sind über 6000 passive Strahlungsdetektoren aus kleinen Kristallen sowie 16 aktive Detektoren an den strahlenempfindlichsten Organen des Körpers - Lunge, Magen, Gebärmutter und Knochenmark - eingebaut. Die passiven Strahlungsmessgeräte (Dosimeter) messen kontinuierlich und liefern so einen über die gesamte Missionszeit summierten Wert der Strahlung. Mit dem Auslesen der Kristalle entsteht ein dreidimensionales Abbild des menschlichen Körpers, das zeigt, wie hoch die Strahlenbelastung während eines Mondfluges insgesamt auf Knochen und Organe an unterschiedlichen Stellen ist.

Die aktiven, batteriebetriebenen Detektoren erfassen zusätzlich die aktuelle Strahlenbelastung mit einer zeitlichen Auflösung von 5 Minuten. So können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nachvollziehen, unter welchen Bedingungen und in welchen Phasen der Mission welche Strahlenbelastung auf die Körperteile einwirkt.

Kontakt
  • Elke Heinemann
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)

    Kom­mu­ni­ka­ti­on und Pres­se
    Telefon: +49 2203 601-2867
    Linder Höhe
    51147 Köln
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  • Dr. Thomas Berger
    Strah­len­bio­lo­gie
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    In­sti­tut für Luft- und Raum­fahrt­me­di­zin
    Linder Höhe
    51147 Köln
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