15. November 2022
Auf zum Mond

#Lu­naT­wins auf Ar­te­mis I be­reit zum Start

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Raumfahrt
Die NASA-Schwerlastrakete SLS auf dem Startplatz in Florida
Die NA­SA-Schwer­la­stra­ke­te SLS auf dem Start­platz in Flo­ri­da
Bild 1/7, Credit: NASA

Die NASA-Schwerlastrakete SLS auf dem Startplatz in Florida

Die neue NA­SA-Schwer­la­stra­ke­te SLS (Space Launch Sys­tem) wird das Raum­schiff Ori­on samt der bei­den Astro­nau­tin­nen-Phan­to­me Hel­ga und Zo­har vom Start­platz am Ken­ne­dy Space Cen­ter in Flo­ri­da in Rich­tung Mond be­för­dern.
Helga und Zohar auf ihren Plätzen im Cockpit des Orion-Raumschiffs
Hel­ga und Zo­har auf ih­ren Plät­zen im Cock­pit des Ori­on-Raum­schiffs
Bild 2/7, Credit: NASA/LM/DLR

Helga und Zohar auf ihren Plätzen im Cockpit des Orion-Raumschiffs

Die bei­den DLR-Strah­lungs­mess­pup­pen Hel­ga und Zo­har des Ex­pe­ri­ments MA­RE sind nun be­reit für ih­ren Flug zum Mond und wie­der zu­rück.
Infografik zum Experiment MARE
In­fo­gra­fik zum Ex­pe­ri­ment MA­RE
Bild 3/7, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Infografik zum Experiment MARE

Die Strah­len­mess­pup­pe Hel­ga fliegt für das Pro­jekt MA­RE mit ih­rer "Zwil­lings­schwes­ter" Zo­har zur Strah­lungs­mes­sung und Eva­lu­ie­rung der Schutz­wes­te Astro­Rad wäh­rend der NA­SA-Missi­on Ar­te­mis-1 im Raum­schiff Ori­on zum Mond und zu­rück.
Auf dem Weg zum Mond
Auf dem Weg zum Mond
Bild 4/7, Credit: ©NASA, Bildmontage: DLR

Auf dem Weg zum Mond

Das Ori­on-Raum­schiff soll den Mond mehr­mals um­run­den und dann wie­der zur Er­de zu­rück­keh­ren.
Zusammenbau der Messpuppe Helga
Zu­sam­men­bau der Mess­pup­pe Hel­ga
Bild 5/7, 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.
Auf­bau von Hel­ga
Video 6/7, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Aufbau von Helga

Länge: 00:00:11
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.
Aktiver Strahlungsdetektor M-42
Ak­ti­ver Strah­lungs­de­tek­tor M-42
Bild 7/7, 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.
  • Start der Mondmission Artemis I für den 16. November 2022 geplant
  • Mit an Bord bei der umfangreichen Testmission sind die beiden Astronautinnen-Phantome Helga und Zohar des Experiments MARE.
  • Mit MARE wird erstmals die Strahlenbelastung auf den weiblichen Organismus außerhalb der Umlaufbahn der Internationalen Raumstation ISS gemessen.
  • Die Startvorbereitungen und der Start von Artemis 1 kann am 16.11. ab 4:30 Uhr (MEZ) im Livestream verfolgt werden.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Exploration, Mond, Kosmische Strahlung

Die Rückkehr zum Mond steht kurz bevor. An diesem Mittwoch, den 16. November 2022 um 7:04 Uhr (MEZ), öffnet sich das Startfenster für die NASA-Mission Artemis I. Nach mehreren Verschiebungen soll es nun losgehen – zurück zum Mond, fast genau 50 Jahre nach dem letzten Apollo-Flug im Dezember 1972. Mit an Bord die #LunaTwins des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Die beiden Astronautinnen-Phantome Helga und Zohar des MARE-Experiments messen die kosmische Strahlung auf der Reise zum Mond und zurück. Die Wartezeit vor dem Start haben beide Phantome dank einer ausgeklügelten Stromsparstrategie gut überstanden. Rund 26 Tage Flug liegen nun vor ihnen. Am 11. Dezember 2022 wird die Orion-Kapsel mit den #LunaTwins zurück auf der Erde erwartet.

„Helga und Zohar sind fit für den Flug“, sagt Dr. Thomas Berger vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin. „Mögliche längere Wartezeiten vor dem Start hatten wir eingeplant, ebenso sind beide Messpuppen für die lange Flugzeit von mehreren Wochen ausgelegt.“ Wenn die neue SLS-Schwerlastrakete morgen planmäßig für den Testflug vom NASA Kennedy Space Center in Florida abhebt, beginnt ein umfangreiches Flugprogramm. Dabei wird das Orion-Raumschiff mit den beiden Messpuppen an Bord in einen Mondorbit eintreten und sich bis zu einer halben Million Kilometer von der Erde entfernen – weiter als je ein Crew-Raumschiff geflogen ist. „Auf diesem Weg liegen die Strahlungswerte deutlich höher als auf der Erde oder auch auf der Internationalen Raumstation. Wie genau wird das MARE-Experiment erstmals umfassend festhalten“, so Berger weiter.

Passive und aktive Strahlungs-Messsensoren

Die beiden Messkörper sind weiblichen Körpern samt Fortpflanzungsorganen nachempfunden, sodass die Strahlungsdosis auch in den besonders strahlungsempfindlichen Organen gemessen werden kann. Die Astronautinnen-Phantome, bestehen aus jeweils 38 Scheiben, sind 95 Zentimeter groß und 36 Kilogramm schwer. Zohar wiegt mit der AstroRad-Strahlenschutzweste, die bei dem Flug getestet wird, sogar 62 Kilogramm. Im Inneren der beiden Phantome befinden sich Organe und Knochen aus Kunststoff unterschiedlicher Dichte. Dort und auf der Oberfläche sind über 12.000 passive Strahlungsdetektoren aus kleinen Kristallen sowie 16 aktive Detektoren des DLR unter anderem an den strahlenempfindlichsten Organen des Körpers – Lunge, Magen, Gebärmutter und Knochenmark – eingebaut. Die passiven Strahlungsmessgeräte (Dosimeter) benötigen keinen Strom, 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, die in den beiden Phantomen integriert sind, erfassen zusätzlich die aktuelle Strahlenbelastung mit einer zeitlichen Auflösung von fünf Minuten. So können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nachvollziehen, unter welchen Bedingungen und in welchen Phasen der Mission welche Strahlenbelastung auf die Körperteile einwirkt. Mit der nun längeren Wartezeit vor dem Start von Artemis I kam eine besonders raffinierte Stromsparmethode für die DLR Detektoren zum Tragen. „Unsere aktiven Strahlungsmessgeräte mit dem Namen M-42 befinden sich vor dem Start in einer Art Schlafmodus, der fast keinen Strom der Batterien benötigt“, erklärt DLR-Forscher Dr. Thomas Berger, der das MARE-Experiment leitet. „Erst beim Start aktivieren Beschleunigungssensoren die Geräte und die Strahlungsmessungen beginnen.“

Vi­deo: Ar­te­mis I – Mess­in­stru­men­te im Tief­schlaf
Die 16 ver­bau­ten Strah­len­mess­ge­rä­te (M-42) sind ak­ti­ve Strah­lungs­mess­ge­rä­te. Es braucht al­so Strom, um den Strah­lungs­de­tek­tor (ei­ne klei­ne Si-Di­ode) und die da­zu­ge­hö­ri­ge Mess-Elek­tro­nik zu ver­sor­gen, um die da­bei ge­ne­rier­ten Mess­da­ten ab­zu­spei­chern. Doch wie wird selbst nach meh­re­ren Start­ver­schie­bun­gen die Strom­ver­sor­gung ge­währ­leis­tet? Dr. Tho­mas Ber­ger vom DLR-In­sti­tut für Luft- und Raum­fahrt­me­di­zin und Lei­ter des MA­RE-Ex­pe­ri­ments er­klärt, mit wel­chem Trick dies mög­lich war.

Über das Experiment MARE

Das Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) leitet das Experiment MARE. 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. Es liefert grundlegende Daten zur Abschätzung des Strahlenrisikos für die kommenden bemannten Flüge zum Mond.

USA und Europa fliegen mit Artemis zum Mond

Ziel der NASA-Mission Artemis I ist der erste zunächst unbemannte Raumflug der Orion-Kapsel zum Mond, ihn zu umrunden und zur Erde zurückzukehren. Dabei wird die Kapsel durch das European Service Module (ESM) angetrieben und versorgt, das mit deutscher Technologie hauptverantwortlich am Standort Bremen gebaut wurde. Die Flugzeit wird zwischen 26 und 42 Tagen betragen. Dabei ist das Experiment MARE als sogenannte secondary oder scientific payload dabei. Das bedeutet, beide Phantome müssen autark vom Raumschiff funktionieren. Von der Stromversorgung bis zur Datenspeicherung – alle Funktionen werden vollkommen unabhängig vom Orion-Schiff sein. Das neue Mond-Programm der NASA wurde in Anspielung auf die Apollo-Missionen Artemis benannt. Artemis ist in der griechischen Mythologie die Mondgöttin und Zwillingsschwester Apollons.

Weitere Informationen zur Mission Artemis I finden Sie auf der DLR-Sonderseite zur Mission. Zahlreiche Bilder zum Experiment MARE finden Sie in der flickr-Bildergalerie zum Projekt.

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