Helga und Zohar in der Orion-Kapsel. Credit: NASA/Frank Michaux

Die Weltraumstrahlung ist ein großes gesundheitliches Risiko für den Menschen und damit ein entscheidender Faktor für geplante zukünftige Langzeitaufenthalte des Menschen im Weltraum. Mit dem Experiment MARE (Matroshka AstroRad Radiation Experiment) steuert das DLR mit weiteren Partnern nun einen großen Beitrag dazu bei, dieses Strahlenrisiko zu bestimmen und Schutzmaßnahmen entwickeln zu können. Bei der NASA
Artemis I Mission werden mit MARE erstmals zwei weibliche Phantome einen Raumflug antreten, um das Strahlenrisiko auf dem Weg zum Mond zu bestimmen. Beide Phantome werden mit Strahlungsdetektoren ausgestattet, eines wird dabei eine Strahlenschutzweste tragen. Beide sind dem Menschen nachempfunden, so dass die Strahlungsdosis in den besonders strahlungsempfindlichen Organen gemessen werden kann.

Helga und Zohar, so die Namen der beiden Phantome, werden bei Orions erstem Flug zum Mond im Rahmen der Artemis I Mission in seinen Passagiersitzen mitfliegen. Dabei wird Zohar eine neu entwickelte Strahlenschutzweste (AstroRad) des israelischen Partners StemRad tragen. Die Phantome bestehen jeweils aus 38 Scheiben und fliegen stellvertretend für zwei Astronautinnen. In Köln am DLR rüstet das Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin die beiden Phantome mit Sensoren aus. Damit kann erstmals mit einer großen Genauigkeit gemessen werden, welche Strahlenbelastung bei einem bemannten Flug zum Mond für die Astronautinnen und Astronauten entsteht.

Aufbau der anthropomorphen Phantome (Hersteller: CIRS, Norfolk, USA www.cirsinc.com) © DLR

Die 95 Zentimeter großen weiblichen Phantome sind in ihrem Inneren mit Organen und Knochen aus Kunststoff unterschiedlicher Dichte ausgerüstet. Am DLR werden derzeit die Strahlungsdetektoren entwickelt, gebaut und getestet, die später in Helga und Zohar eingebaut werden. Insgesamt 1400 Sensorplätze werden mit kleinen passiven aus Kristallen bestehenden Strahlungsdetektoren bestückt, zum anderen werden die Sensoren der aktiven Detektoren an den strahlenempfindlichsten Organen des Körpers – Lunge, Magen, Gebärmutter und Knochenmark – integriert. Während die passiven Detektoren vom Start bis zur Rückkehr zur Erde kontinuierlich messen werden und die Gesamtbelastung erfassen sollen, werden die aktiven, batteriebetriebenen Detektoren während des Startes eingeschaltet und zeichnen den zeitlichen Verlauf der Strahlenbelastung auf. Nach der Rückkehr können dann die verschiedenen Detektoren ausgelesen und Daten über die Reise zum Mond ausgewertet werden.

Die Daten des Phantoms Helga, die ohne Schutzweste fliegen wird, dienen außerdem dazu, die Wirksamkeit der neu entwickelten Strahlenschutzweste (AstroRad) des von der israelischen Raumfahrtagentur ISA geförderten Industriepartners StemRad zu bestimmen. Vor dem bis zu 42 Tage dauernden Flug zum Mond und zurück werden Helga und Zohar noch einige Tests durchlaufen.

 

MARE stellt in seiner Komplexität und in seiner internationalen Zusammenarbeit mit zahlreichen Universitäten und Forschungseinrichtungen in Österreich, Belgien, Polen, Ungarn, der Tschechischen Republik, Griechenland, der Schweiz, Japan und den USA das größte Experiment zur Bestimmung der Strahlenbelastung für Astronauten dar, das jemals den erdnahen Orbit verlassen hat. Es liefert grundlegende Daten zur Abschätzung des Strahlenrisikos für die kommenden bemannten Flüge zum Mond.

 

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MARE Vibrationstest III Der finale Vibrationstest wurde mit den Flugmodellen (FM) HELGA und ZOHAR am DLR-Institut für Raumfahrtsysteme in Bremen Ende August 2021 durchgeführt. Dieser Test simulierte die Beschleunigungswerte, denen HELGA und ZOHAR während des Startes der Artemis I Mission ausgesetzt sein werden. Beide Damen haben diesen finalen Test bestanden und somit sind sie jetzt bereit in das Orion Raumschiff für Ihren Flug zum Mond und wieder zurück eingebaut zu werden. Mehr

MARE Vibrationstest II Ein zweiter Vibrationstest wurde mit den Ingenieursmodellen (EQM) HELGA und ZOHAR am DLR-Institut für Raumfahrtsysteme in Bremen durchgeführt. Dieser Test simulierte die Beschleunigungswerte, denen HELGA und ZOHAR während des Startes der Artemis I Mission ausgesetzt sein werden. Mehr

MARE Vibrationstest Ein erster Vibrationstest wurde mit HELGA am DLR-Institut für Raumfahrtsysteme in Bremen durchgeführt. Dieser Test simulierte die Beschleunigungswerte, denen HELGA während des Startes der Artemis I Mission ausgesetzt werden wird. Mehr

MARE Fit Check Im Rahmen eines „Fit Checks“ für alle Experimente, die während der Artemis I Mission fliegen, wurde erstmals verifiziert und getestet, wie HELGA und ZOHAR von den Kollegen des NASA-KSC in Florida in das ORION-Raumschiff eingebaut werden sollen. Dieser Test wurde im Oktober 2019 im Gebäude 9 des NASA-JSC, Houston USA, erfolgreich absolviert. Mehr

MARE am IAC in Washington Im Rahmen des 70. IAC-Kongresses in Washington, USA im Oktober 2019 wurde die gesamte MARE-Hardware am DLR-Stand ausgestellt. Mehr

Downloads

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MARE - Factsheet

MARE – LOGO

MARE - flickr
 

Links

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Video:

Die ers­ten „Mond-Astro­nau­tin­nen“ keh­ren zu­rück nach Köln - Quickchannel

MARE: Der Strahlenbelastung auf dem Weg zum Mond auf der Spur - YouTube

TV:

Mit Weltraumpuppen Strahlung messen (ARD)

Wie hoch ist die Strahlung bei einem Flug zum Mond? (Quarks/WDR)

Strahlenrisiko für Astronauten? (Wissen/nano/3sat)

Radio:

Deutschlandradio: FORSCHUNG AKTUELL: Ein Phantom namens Helga: Deutschland schickt einen Astronauten-Dummy zum Mond (Autor: Meyer, Guido)

Print:

Helgas Mondfahrt (Süddeutsche Zeitung)

DLR:

MARE – Der Strah­len­be­las­tung auf dem Weg zum Mond auf der Spur

Sitzt, wa­ckelt nicht und hat Luft – DLR- und ISA-Phan­to­me sit­zen Pro­be in NA­SA-Raum­kap­sel Ori­on

Hel­ga und Zo­har: Strah­lungs­be­las­tung auf dem Weg zum Mond

DLR-Magazin: Helga fliegt zum Mond (Download)

ESA:

RADIATION SCIENCE FOR ORION (ESA BLOG)

THE RADIATION FACTOR (ESA BLOG)

SHIELDING ASTRONAUTS FROM SPACE RADIATION ON THE WAY TO THE MOON (ESA BLOG)

NASA:

Orion Manikins Return from Artemis I Mission | NASA

ARTEMIS I Pressemappe

Orion “Passengers” on Artemis I to Test Radiation Vest for Deep Space Missions

Artemis I Space Radiation Research to Help Moon, Mars Explorers | NASA

Vorträge:

Lichtjahre voraus 2020: Die Gefahren der Weltraumstrahlung und das MARE-Experiment

ISPCS 2017 - Thomas Berger "Exploration Missions and Radiation"
 

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