Wissenschaftliche „Marsnahme“

Rover „Curiosity“ 1000 Marstage auf Rotem Planeten

Seit Samstag, 30. Mai, befindet sich der Rover „Curiosity“ (deutsch „Neugier“) genau 1000 Marstage (und damit 1058 Erdentage) auf dem Mars. Seit seiner Landung am 6. August 2012 hat der 900 kg schwere, fahrende Rover etwa 10 km zurückgelegt.

„Selfie“ des Marsrovers Curiosity aus dem Januar 2015. (Foto: NASA)

Ein wichtiges Hilfsmittel bei der Suche nach ehemaligem Leben oder zukünftigen Lebensräumen auf dem Roten Planeten ist der Radiation Assessment Detector (RAD), der sich an Bord des Rovers befindet. Er wurde vom Institut für Experimentelle und Angewandte Physik der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) in Zusammenarbeit mit dem Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, entwickelt und durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt gefördert.

„Die Hauptaufgabe des RAD ist die Vermessung der Strahlungsumgebung auf dem Mars“, sagt Dr. Jan Köhler. Köhler arbeitet an der CAU in der Abteilung „Extraterrestrische Physik“ und wertet gemeinsam mit Prof. Robert Wimmer und dem Team die Daten des RAD aus. Dazu Köhler: „Da der Mars im Gegensatz zur Erde kein Magnetfeld und keine dichte Atmosphäre hat, die ihn vor den Einflüssen der kosmischen Strahlung schützen, erreichen Teilchen der kosmischen Strahlung oder von Sonneneruptionen nahezu ungehindert seine Oberfläche.“ Damit kann die Strahlung ein Problem für das Leben auf dem Mars darstellen – und auch für künftige bemannte Missionen.

Die Ergebnisse:
Eines der zentralen Ergebnisse der RAD-Untersuchungen ist die genaue Vermessung der Strahlendosis, erklärt Prof. Robert Wimmer: „Mit 0,64 (+/- 0,12) Mikrosievert pro Tag ergibt sich für eine bemannte Marsmission, bestehend aus 180 Tagen Hinflug, 500 Tagen Aufenthalt und 180 Tagen Rückflug eine Strahlendosis von knapp einem Sievert.“ Damit liegt die Gesamtbelastung etwas über der Grenze von ungefähr 0,8 Sievert, der Astronautinnen und Astronauten in ihrer gesamten Laufbahn ausgesetzt sein dürfen. Insgesamt führt diese Strahlenbelastung zu einer Erhöhung des Krebsrisikos um zirka 5 %. „Dieses Risiko ist aber immer noch unvergleichlich kleiner, als das, welches Raucherinnen und Raucher eingehen: Rauchen erhöht zum Beispiel das Risiko, an Lungenkrebs zu erkranken, um etwa 1500 %“, ordnet Wimmer die Zahlen ein.

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Übersicht über alle in Curiosity verbauten, wissenschaftlichen Instrumente. Der aus Kiel stammende RAD ist in der Mitte der Grafik abgebildet. (Foto: NASA, John P. Grotzinger)

Weitere Datensätze zeigen, dass die Hintergrundstrahlung sowohl mit der Jahreszeit als auch mit dem 11-Jahreszyklus der Sonne variiert. So besitzt die Sonne in aktiveren Phasen ein turbulentes Magnetfeld, welches die kosmische Strahlung abschwächt und zu weniger Strahlenbelastung auf dem Mars führt. Und auch Jahreszeiten haben einen Einfluss: Veränderungen in der Atmosphäre im Marswinter führen ebenfalls zu einer geringeren Strahlenbelastung.

Ausblick:
Die gewonnen Daten können nun helfen, Astronautinnen und Astronauten auf zukünftigen Marsmissionen besser zu schützen, beispielsweise durch eine spezielle Abschirmung des Raumschiffs oder durch eine sichere Behausung.

In Zukunft wird das Kieler Team die Gefahr von Sonneneruptionen auf den Mars untersuchen. Im bisherigen Missionsverlauf gab es insgesamt vier Sonneneruptionen, die den Mars getroffen und die Strahlung kurzfristig deutlich erhöht haben.

Weitere Informationen:
Das Institut für Experimentelle und Angewandte Physik der CAU:
www.ieap.uni-kiel.de/et/
Die NASA-Websites mit Infos zum Curiosity Rover:
www.nasa.gov/mission_pages/msl/index.html
http://mars.nasa.gov/msl/

Kontakte:
Prof. Dr. Robert Wimmer
Leiter der Abteilung Extraterrestrische Physik
E-Mail: wimmer@physik.uni-kiel.de
(Erreichbar bis 5. Juni, dann wieder ab dem 15. Juni)

Dr. Jan Köhler
Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Extraterrestrische Physik
E-Mail: koehler@physik.uni-kiel.de
(Erreichbar bis 5. Juni, dann wieder ab dem 15. Juni)

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