Die Abteilung Strahlenbiologie befasst sich mit den experimentellen und theoretischen Voraussetzungen, die für einen wirksamen Schutz vor ionisierender und nichtionisierender Strahlung in Luft- und Raumfahrt notwendig sind. Dies umfasst: (i) die Bewertung der Strahlenexposition auf Flughöhen und für verschiedene Szenarien von Weltraummissionen mittels aktiver und passiver Dosimetrie, (ii) die Entwicklung neuer Dosimeter und (iii) Modellrechnungen von Strahlungsfeldern. Darüber hinaus werden Strahlenschutzrichtlinien und geeignete Gegenmaßnahmen entwickelt. Die besondere Herausforderung dabei ist die Untersuchung der biologischen Auswirkungen von Weltraumstrahlung (insbesondere Schwerionen) und anderen Umweltbelastungen auf verschiedene Testsysteme auf zellulärer und molekularer Ebene. Messungen der Tiefendosisverteilung und ein besseres Verständnis der zellulären Strahlungsantwort sind auch von entscheidender Bedeutung für die Verbesserung der Strahlentherapie von Tumoren, insbesondere durch energiereiche Protonen oder Kohlenstoffionen.

Die Suche nach Leben ist ein zentrales Ziel von Weltraummissionen, und eine mikrobielle Kontamination anderer Planeten und Monde muss vermieden werden. Die Abteilung untersucht daher, wie das mikrobielle Leben durch biotische und abiotische Faktoren limitiert wird und welche Mechanismen für die Anpassung an extreme Bedingungen verantwortlich sind.

Darüber hinaus werden die mikrobielle Belastung und die Artenvielfalt in bemannten Habitaten, auf Raumfahrzeugen und in Reinräumen ermittelt, um Maßnahmen zur Reduzierung der mikrobiellen Belastung zu entwickeln und zu testen.

Biophysik Die Arbeitsgruppe Biophysik untersucht die Strahlungsumgebung in zivilen Flughöhen, in erdnahen Umlaufbahnen, auf interplanetaren Weltraummissionen und auf der Oberfläche von Planeten. Strahlenexpositionen werden mit gut charakterisierten passiven und aktiven Strahlungsdetektorsystemen bestimmt. Mehr

Strahlenschutz in der Luftfahrt Das Leben auf der Erde ist durch die Atmosphäre und das Magnetfeld sehr effektiv vor extraterrestrischer Strahlung geschützt. Die Wirkung dieses natürlichen Schutzes nimmt mit zunehmender Höhe über dem Erdboden ab, was im Bereich der Luftfahrt zu entsprechend erhöhten Expositionen führt, die hauptsächlich durch die galaktische kosmische Strahlung, die kontinuierlich auf die Erde einfällt, hervorgerufen werden. Mehr

Biodiagnostik Die Exposition gegenüber der Weltraumstrahlung bleibt aufgrund ihrer hohen biologischen Wirksamkeit und der Schwierigkeiten, die Strahlung wirksam abzuschirmen, ein wesentlicher limitierender Faktor für astronautische Langzeit-Weltraummissionen und eine dauerhafte Präsenz in Weltraumhabitaten. Die Arbeitsgruppe Biodiagnostik entwickelt zelluläre Testsysteme und setzt sie ein, um die Auswirkungen von Weltraumbedingungen (hauptsächlich Strahlung) und anderen Umweltfaktoren auf den Menschen auf zellulärer und molekularer Ebene zu bestimmen. Mehr

Weltraummikrobiologie Die Arbeitsgruppe Weltraummikrobiologie untersucht Mikroorganismen unter Weltraumbedingungen wie Strahlung, Schwerelosigkeit, Vakuum oder Austrocknung im Hinblick auf Überleben, Resistenzverhalten und die Adaption an ebendiese Bedingungen, um eventuelle Gefahren oder Nutzen abzuschätzen. Mehr

Astrobiologie Astrobiologie ist eine Naturwissenschaft, die sich mit dem Studium des Ursprungs, der Evolution, der Ausbreitung und der Zukunft des Lebens im Universum beschäftigt. Astrobiologie ist interdisziplinär und umfasst u.a. Biologie, Chemie, Physik, Geowissenschaften, Planetenforschung und Astronomie. Ziel dieser Forschungen ist es, Erkenntnisse über den Ursprung und die Evolution des Lebens auf der Erde, im Sonnensystem und im Universum zu erlangen und herauszufinden, ob und auf welche Weise Leben außerhalb der Erde existiert oder existieren könnte. Mehr

Weltraumsimulationsanlagen Die zentrale astrobiologische Frage bezieht sich auf das Verständnis des Lebens und der Prozesse, die als Teil der kosmischen Evolution zu seiner Entstehung, Entwicklung und Verbreitung auf der Erde und darüber hinaus führen. Die vollständig ausgestatteten und überwachten Planeten- und Weltraumsimulationsanlagen ermöglichen eine breite Palette von Tests mit biologischem und chemischem Material, das einzeln oder in Weltraumhardware integriert ist. Im Fokus des Interesses stehen definierte und kontrollierte Bedingungen wie Ultrahochvakuum, verschiedene Gaszusammensetzungen, niedrige und hohe Temperaturen, Temperaturschwankungen, extraterrestrische UV-Strahlung und Röntgenstrahlung. Mehr

Laufende und geplante Weltraumexperimente Die aktuellen und zukünftigen Aktivitäten konzentrieren sich auf die Durchführung der in der Tabelle angegebenen Weltraumexperimente. Sie basieren auf der nachhaltigen Nutzung der Forschungskapazitäten der ISS und der Teilnahme an kommenden Explorationsmissionen. Mehr