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MARE - Das MATROSHKA AstroRad Radiation Experiment


MARE Fit Check am NASA, JSC, Houston, USA © DLR

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.

 

Projektpartner (Hauptpartner)

Israel Space Agency (ISA)

Israel

https://www.space.gov.il/en

StemRad

Israel

https://stemrad.com/astrorad-4/

Lockheed Martin Space (LM)

USA

https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/orion.html

National Aeronautics and
Space Administration (NASA)

USA

www.nasa.gov

 
MARE - Projektfortschritt

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.
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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.
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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.
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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.
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Downloads:

MARE - Factsheet

MARE – LOGO

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Links:

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

Gefährliche Rückkehr zum Mond (heute journal/ZDF)

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

RADIATION SCIENCE FOR ORION (ESA BLOG)

THE RADIATION FACTOR (ESA BLOG)

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

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

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Kontakt - MARE
Dr. Thomas Berger
Leiter der Arbeitsgruppe Biophysik

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin
, Strahlenbiologie
Köln/Cologne

Tel.: +49 2203 601-3135

Fax: +49 2203 601 3726

Friederike Wütscher
Öffentlichkeitsarbeit/ Institutskommunikation

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin
, Institutsleitung
Köln/Cologne

Tel.: +49 2203 601-3328

Fax: +49 2203 601-2444

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