Die NASA kehrt zum Mond zurück - nicht nur Roboter, sondern Menschen. In den kommenden Jahrzehnten können wir dort oben Lebensräume, Gewächshäuser und Kraftwerke erwarten. Astronauten werden zwischen Mondstaub und Kratern unterwegs sein, erforschen, suchen, bauen.
Gute Sache.
Am 20. Januar 2005 explodierte ein riesiger Sonnenfleck namens „NOAA 720“. Die Explosion löste eine Sonneneruption der X-Klasse aus, die stärkste Art, und schleuderte eine Milliarden Tonnen schwere Wolke aus elektrifiziertem Gas (ein „koronaler Massenauswurf“) in den Weltraum. Sonnenprotonen, die durch die Explosion auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wurden, erreichten das Erd-Mond-System Minuten nach dem Aufflackern - dem Beginn eines tagelangen „Protonensturms“.
Hier auf der Erde hat niemand gelitten. Die dicke Atmosphäre und das Magnetfeld unseres Planeten schützen uns vor Protonen und anderen Formen der Sonnenstrahlung. Tatsächlich war der Sturm gut. Als der trampelnde koronale Massenauswurf 36 Stunden später eintraf und das Erdmagnetfeld traf, sahen Himmelsbeobachter in Europa die hellsten und schönsten Auroren seit Jahren: die Galerie.
Der Mond ist eine andere Geschichte.
"Der Mond ist vollständig Sonneneruptionen ausgesetzt", erklärt der Sonnenphysiker David Hathaway vom Marshall Space Flight Center. "Es hat keine Atmosphäre oder Magnetfeld, um Strahlung abzulenken." Protonen, die auf den Mond stürmen, treffen einfach auf den Boden - oder wer auch immer draußen herumläuft.
Der Protonensturm vom 20. Januar war in gewisser Hinsicht der größte seit 1989. Er war besonders reich an Hochgeschwindigkeitsprotonen, die mehr als 100 Millionen Elektronenvolt (100 MeV) Energie enthielten. Solche Protonen können sich durch 11 Zentimeter Wasser graben. Ein dünnhäutiger Raumanzug hätte wenig Widerstand geleistet.
"Ein Astronaut, der draußen gefangen wurde, als der Sturm einschlug, wäre krank geworden", sagt Francis Cucinotta, Strahlenschutzbeauftragter der NASA im Johnson Space Center. Zuerst würde er sich gut fühlen, aber einige Tage später würden Symptome einer Strahlenkrankheit auftreten: Erbrechen, Müdigkeit, niedriges Blutbild. Diese Symptome können tagelang anhalten.
Astronauten auf der Internationalen Raumstation (ISS) waren übrigens in Sicherheit. Die ISS ist stark abgeschirmt und die Station umkreist die Erde im schützenden Magnetfeld unseres Planeten. "Die Crew hat wahrscheinlich nicht mehr als 1 Rem aufgenommen", sagt Cucinotta.
Ein Rem, kurz für Roentgen Equivalent Man, ist die Strahlendosis, die das menschliche Gewebe genauso schädigt wie 1 Röntgenstrahl. Eine typische zahnärztliche Röntgenaufnahme liefert beispielsweise etwa 0,1 rem. Für die Besatzung der ISS war der Protonensturm am 20. Januar wie 10 Fahrten zum Zahnarzt - beängstigend, aber kein Schaden angerichtet.
Auf dem Mond, schätzt Cucinotta, hätte ein Astronaut, der nur durch einen Raumanzug geschützt ist, etwa 50 Rem ionisierende Strahlung absorbiert. Das reicht aus, um Strahlenkrankheit zu verursachen. "Aber es wäre nicht tödlich gewesen", fügt er hinzu.
Rechts: Der Protonensturm vom 20. Januar, fotografiert aus dem Weltraum durch einen Koronagraph an Bord des Solar and Heliospheric Observatory (SOHO). Die vielen Flecken sind Sonnenprotonen, die auf die Digitalkamera des Raumfahrzeugs treffen. [Mehr]
Um zu sterben, müssten Sie plötzlich 300 Rem oder mehr absorbieren.
Das Schlüsselwort ist plötzlich. Sie können 300 Rem über mehrere Tage oder Wochen verteilt mit wenig Wirkung erhalten. Durch die Verteilung der Dosis hat der Körper Zeit, seine eigenen beschädigten Zellen zu reparieren und zu ersetzen. Aber wenn diese 300 Rem auf einmal kommen ... "Wir schätzen, dass 50% der exponierten Menschen innerhalb von 60 Tagen ohne medizinische Versorgung sterben würden", sagt Cucinotta.
Solche Dosen von einer Sonneneruption sind möglich. Das heißt: der legendäre Sonnensturm vom August 1972.
Es ist legendär (bei der NASA), weil es während des Apollo-Programms passiert ist, als Astronauten regelmäßig zum Mond hin und her gingen. Zu diesem Zeitpunkt war die Besatzung von Apollo 16 gerade im April auf die Erde zurückgekehrt, während sich die Besatzung von Apollo 17 auf eine Mondlandung im Dezember vorbereitete. Zum Glück waren alle sicher auf der Erde, als die Sonne durcheinander ging.
"Am 2. August 1972 erschien ein großer Sonnenfleck, der in den nächsten 10 Tagen immer wieder ausbrach", erinnert sich Hathaway. Die Flut von Explosionen verursachte "einen Protonensturm, der viel schlimmer ist als der, den wir gerade erlebt haben", fügt Cucinotta hinzu. Forscher haben es seitdem untersucht.
Cucinotta schätzt, dass ein Mondläufer, der im Sturm vom August 1972 gefangen wurde, 400 Rem absorbiert haben könnte. Tötlich? "Nicht unbedingt", sagt er. Eine kurze Reise zur medizinischen Versorgung zurück zur Erde hätte dem hypothetischen Astronauten das Leben retten können.
Sicherlich wird kein Astronaut auf dem Mond herumlaufen, wenn ein riesiger Sonnenfleck zu explodieren droht. "Sie werden in ihrem Raumschiff (oder Lebensraum) bleiben", sagt Cucinotta. Ein Apollo-Kommandomodul mit seinem Aluminiumrumpf hätte den Sturm von 1972 von 400 Rem auf weniger als 35 Rem an den blutbildenden Organen des Astronauten gedämpft. Das ist der Unterschied zwischen einer Knochenmarktransplantation? oder nur eine Kopfschmerzpille.
Moderne Raumschiffe sind noch sicherer. „Wir messen die Abschirmung unserer Schiffe in Einheiten der Flächendichte - oder Gramm pro Quadratzentimeter“, sagt Cucinotta. Große Zahlen, die dicke Rümpfe darstellen, sind besser:
Der Rumpf eines Apollo-Befehlsmoduls wurde mit 7 bis 8 g / cm2 bewertet.
Ein modernes Space Shuttle hat 10 bis 11 g / cm2.
Der Rumpf der ISS hat in seinen am stärksten abgeschirmten Bereichen 15 g / cm2.
Zukünftige Mondbasen werden Sturmschutzräume aus Polyethylen und Aluminium haben, die möglicherweise mehr als 20 g / cm2 betragen.
Ein typischer Raumanzug hat mittlerweile nur 0,25 g / cm2 und bietet wenig Schutz. "Deshalb möchten Sie drinnen sein, wenn der Protonensturm zuschlägt", sagt Cucinotta.
Aber der Mond winkt und wenn Entdecker dort ankommen, werden sie nicht drinnen bleiben wollen. Eine einfache Vorsichtsmaßnahme: Wie Entdecker auf der Erde können sie die Wettervorhersage überprüfen - die Weltraumwettervorhersage. Gibt es große Flecken auf der Sonne? Was ist die Chance eines Protonensturms? Kommt ein koronaler Massenauswurf?
Alles klar? Es ist Zeit auszusteigen.
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