MARE – Das MATROSHKA AstroRad Radiation Experiment

MARE – Das MATROSHKA AstroRad Radiation Experiment

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 einen großen Beitrag dazu bei, dieses Strahlenrisiko zu bestimmen und Schutzmaßnahmen entwickeln zu können. Bei der NASA Artemis I Mission absolvierten mit MARE erstmals zwei weibliche Phantome einen Raumflug, um das Strahlenrisiko auf dem Weg zum Mond zu bestimmen. Beide Phantome wurden mit Strahlungsdetektoren ausgestattet, eines trug eine Strahlenschutzweste. 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, flogen bei Orions erstem Flug zum Mond im Rahmen der Artemis I Mission im Dezember 2022 in den Passagiersitzen mit. Dabei trug Zohar eine neu entwickelte Strahlenschutzweste (AstroRad) des israelischen Partners StemRad. Die Phantome bestehen jeweils aus 38 Scheiben und flogen stellvertretend für zwei Astronautinnen. In Köln am DLR wurden die beiden Phantome vom Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin mit Sensoren ausgerüstet. Damit konnte erstmals mit einer großen Genauigkeit gemessen werden, welche Strahlenbelastung bei einem bemannten Flug zum Mond für die Astronautinnen und Astronauten entsteht.

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

Die 95 Zentimeter großen weiblichen Phantome sind in ihrem Inneren mit Organen und Knochen aus Kunststoff unterschiedlicher Dichte ausgerüstet. Am DLR wurden die Strahlungsdetektoren entwickelt, gebaut und getestet, die in den Phantomen Helga und Zohar eingebaut wurden. Insgesamt 1400 Sensorplätze wurden mit kleinen passiven, aus Kristallen bestehenden Strahlungsdetektoren bestückt, zum anderen wurden 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 gemessen und die Gesamtbelastung erfasst haben, wurden die aktiven, batteriebetriebenen Detektoren während des Startes eingeschaltet und zeichneten den zeitlichen Verlauf der Strahlenbelastung auf. Nach der Rückkehr wurden die verschiedenen Detektoren ausgelesen und Daten über die Reise zum Mond ausgewertet.
Die Daten des Phantoms Helga, die ohne Schutzweste geflogen ist, dienen außerdem dazu, die Wirksamkeit der neu entwickelten Strahlenschutzweste (AstroRad) des von der israelischen Raumfahrtagentur ISA geförderten Industriepartners StemRad zu bestimmen.

Internationale Zusammenarbeit zahlreicher Universitäten und Forschungseinrichtungen

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.

Nachrichten zu MARE

Video: MARE – Der Strahlenbelastung auf dem Weg zum Mond auf der Spur
Das Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) leitet das Experiment MARE. Hauptprojektpartner sind die israelische Raumfahrtagentur ISA, der israelische Industriepartner StemRad, der die AstroRad-Schutzweste entwickelt hat, sowie Lockheed Martin und die NASA. MARE stellt in seiner Komplexität und in seiner internationalen Zusammenarbeit mit zahlreichen Universitäten und Forschungseinrichtungen aus Europa, Japan und den USA das größte Experiment zur Bestimmung der Strahlenbelastung für Astronautinnen und Astronauten dar, das jemals den erdnahen Orbit verlassen hat. Die während Artemis I durchgeführten Messungen werden wertvolle Daten zur Risikobewertung und -minderung für künftige Erkundungsmissionen liefern und eine für den Menschen sichere Erforschung des Weltraums ermöglichen.

Projekt

MARE

Laufzeit

2016-2026

Weitere Projektbeteiligte

Israel Space Agency (ISA)/Israel

StemRad/Israel

Lockheed Martin Space (LM)/USA

National Aeronautics and
Space Administration (NASA)/USA

Kontakt

Dr. techn. Thomas Berger

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin
Strahlenbiologie
Linder Höhe, 51147 Köln