Erst am Samstag habe ich über die Simulation einer Mars-Mission in Österreich berichtet. Es gibt vieles, was man testen muss, bevor man sich auf den langen Weg zu unserem Nachbarplaneten machen kann. Dabei geht es allerdings nicht nur um die Lösung diverser technischer Probleme. Es geht vor allem auch darum, den Flug durchs All und den Aufhalten auf dem Mars zu überleben. Wir sind uns selten bewusst, in was für einer einzigartigen Situation wir uns hier auf der Erde befinden. Unser Planet bietet uns nicht nur angenehme Temperaturen und flüssiges Wasser, das die Existenz von Leben erst ermöglicht. Mit ihrer Atmosphäre und ihrem Magnetfeld schützt uns die Erde auch vor den unsichtbaren Gefahren, die im Weltraum auf uns warten. Gefahren, die anscheinend (noch) größer sind, als wir bisher dachten, wie Mediziner aus den USA nun heraus gefunden haben.

Weiterhin nur von Robotern bevölkert: Der Mars (Bild: NASA)

Weiterhin nur von Robotern bevölkert: Der Mars (Bild: NASA)

Ich habe erst kürzlich in meinem Podcast über Radioaktivität gesprochen und den großen Wert, den die Beobachtung der kosmischen radioaktiven Strahlung für die Astronomie hat. Die kosmische Strahlung, die von unserer Sonne, all den anderen Sterne und sogar fernsten Galaxien bis zu uns gelangt, ist aber nicht nur eine nützliche Informationsquelle, sondern auch eine potentielle Gefahr für Menschen, die den Schutz der Erde verlassen.

Hier auf der Oberfläche unseres Planeten absorbiert die Atmosphäre einen großen Teil der radioaktiven Strahlung aus dem All und ein weiterer Teil wird durch das Magnetfeld der Erde schon weit draußen im Weltraum blockiert. Übrig bleibt nur ein kleiner Teil, der zur allgemeinen natürlichen radioaktiven Hintergrundstrahlung bei trägt, an die sich unser Körper im Laufe der Evolution gewöhnt hat. Reisen wir aber hinaus ins Weltall, dann sind wir plötzlich einer sehr viel stärkeren Strahlung ausgesetzt. Wenn man sich nicht all zu weit von der Erde entfernt, so wie die Astronauten in der Internationalen Raumstation, oder nicht allzu lange im Weltraum bleibt, so wie die Apollo-Astronauten, die nur ein paar Tage unterwegs waren, dann ist das vergleichsweise unproblematisch. Bei medizinischen Untersuchen oder bei Langstreckenflügen setzen wir uns auch immer wieder kurzfristig erhöhten Strahlendosen aus. Macht man das nicht zu oft, dann ist das Risiko einer Erkrankung überschaubar.

Aber beim Flug zu Mars muss man viele Monate lang durch den Weltraum fliegen. Und wenn man dann einmal dort ist, will man ja auch nicht gleich wieder zurück fliegen sondern einige Zeit lang bleiben um den Planeten zu erforschen (abgesehen davon lässt die Bewegung von Erde und Mars einen Flug sowieso nur zu bestimmten Zeit zu). Mars-Astronauten befinden sich also richtig lange im weit von der Erde entfernten Weltall wo sie der kosmischen Strahlung voll ausgesetzt sind. Und auch auf dem Mars selbst ist man nicht geschützt. Unser Nachbarplanet hat kein Magnetfeld und keine nennenswerte Atmosphäre und für die Dauer ihres Aufenthalts ist die Gefahr durch kosmische Strahlung dort nicht wesentlich geringer als direkt im All.

Dass radioaktive Strahlung gefährlich ist, zu Strahlenkrankheiten führt und langfristig das Krebsrisiko erhöht, ist lange bekannt. Vipan Parihar von der Abteilung für Strahlungs-Onkologie der Universität Kalifornien in Irvine und seine Kollegen haben nun aber auch noch einen anderen Weg entdeckt, auf dem sich die kosmische Strahlung schädlich auf den menschlichen Körper auswirken kann (“What happens to your brain on the way to Mars”). Die Forscher haben Mäuse hohen Dosen an Strahlung ausgesetzt, die aus geladenen Sauerstoff- bzw. Titanatomen besteht. Diese Art der Strahlung ist auch im Weltall zu erwarten; solche geladene Teilchen werden durch die hochenergetischen Vorgänge im Kosmos (wie zum Beispiel Supernova-Explosionen oder Material das durch schwarze Löcher beeinflusst wird) auf enorm hohe Geschwindigkeiten beschleunigt. Was passiert, wenn sie auf Lebewesen treffen, wollte man in diesem Experiment heraus finden.

Sechs Wochen nachdem die Mäuse der Strahlung ausgesetzt wurden, hat man ihre kognitiven Fähigkeiten mit einer Kontrollgruppe verglichen. Wie sie bei zwei dieser Tests (es ging darum, Objekte zu erkennen und zu unterscheiden), zeigt dieses Diagramm:

Das linke Diagramm zeigt wie gut die Fähigkeiten der Mäuse waren, neue Dinge zu erkennen. Rechts sieht man, wie gut sie in der Lage waren, sich räumliche Konfigurationen zu merken. Rot ist die Kontrollgruppe, die keiner Strahlung ausgesetzt war; die anderen Farben zeigen die Mäusegruppen an, die verschieden starken Strahlendosen mit Sauerstoff bzw. Titan abbekommen haben. Man sieht deutlich, dass die kognitiven Fähigkeiten sinken, je stärker die Strahlung wird.

Die der Strahlung ausgesetzten Mäuse waren bei den Tests viel weniger aktiv und viel schneller verwirrt als ihre Artgenossen aus der Kontrollgruppe. Die Forscher haben als nächstes probiert herauszufinden, was genau in den Gehirnen der Mäuse passiert ist und deren Dendriten untersucht. Das sind die verzweigten Ausläufer der Nervenzellen, die dafür zuständig sind, Reize aufzunehmen und weiter zu leiten: Die bestrahlten Mäuse hatten davon deutlich weniger, wie dieser Vergleich zweier Gehirnscans zeigt:

Auch die Dichte der Neuronen sank bei den bestrahlten Mäusen. Die Autoren schreiben in ihrer Arbeit:

“Our data indicate an unexpected and unique susceptibility of the central nervous system to space radiation exposure, and argue that the underlying radiation sensitivity of delicate neuronal structure may well predispose astronauts to unintended mission-critical performance decrements (…)”

Die Daten zeigten also demnach eine “einzigartige Anfälligkeit des Zentralnervensystems für kosmische Strahlung” und Astronauten wären “prädisponiert zu unbeabsichtigen missionskritischen Leistungsabfällen”. Oder etwas plakativer gesagt: Ein langer Aufenthalt im All macht Astronauten zu dumm für ihren Job!

Man kann natürlich diskutieren, wie realistisch diese Experimente sind. Die Strahlungsdosen denen die Mäuse ausgesetzt waren, waren sehr hoch und es ist fraglich, ob Astronauten im Weltall unbedingt den gleichen extrem hohen Dosen ausgesetzt wären. Aber dass die kosmische Strahlung einen entsprechenden extrem hochenergetischen Anteil hat, ist unbestritten. Ebenso wie die Tatsache, dass man sich genau gegen diesen Anteil am schlechtesten schützen kann, weil er auch die dicksten Schutzschichten durchdringen kann. Aber am Ende wird man wohl nicht um entsprechende Langzeitstudien umhin kommen, die direkt im Weltall durchgeführt werden, wenn man ganz genau Bescheid wissen will.

Aber egal wie stark die Auswirkungen auf das Gehirn nun wirklich sind: Die kosmische Strahlung ist wahrscheinlich eines der größten Probleme, die der bemannten Raumfahrt gegenüber steht. Es gibt eigentlich nur zwei Möglichkeiten, es zu lösen. Entweder man verkürzt die Dauer des Aufenthalts abseits der Erdoberfläche dramatisch. Oder man findet einen Schutz, der auch im Weltall funktioniert. Beides läuft daraus hinaus, dass die Raumfahrt wesentlich teurer wird. Will man die Reisedauer verkürzen, braucht man mehr Treibstoff und der muss ins Weltall geschafft werden. Will man einen entsprechenden Schutz ins Raumschiff einbauen, dann braucht das mehr Material und das muss ebenfalls ins Weltall gebracht werden. Dazu braucht es dann natürlich auch Raketen, die in der Lage sind, diese großen Mengen zu befördern. Und die Frage, wie man sich auf dem Mars selbst vor der Strahlung schützen soll, ist damit immer noch nicht gelöst. Auch dort wird man sich irgendwie schützen müssen; also entweder entsprechend abgeschirmte Strukturen errichten oder sich tief in den Boden eingraben. Beides benötigt – wieder einmal – viel Material, das auf den Mars gebracht werden muss.

Wenn das kein besonders "Strahlenschutz"-Glas ist, würde ich mich mit dem Blumengießen beeilen... (Bild: NASA)

Wenn das kein besonders “Strahlenschutz”-Glas ist, würde ich mich mit dem Blumengießen beeilen… (Bild: NASA)

Am Ende bleiben eigentlich nur zwei relevante Punkte: 1) Um irgendwann den Mars (sicher und gesund) erreichen zu können, müssen wir viel mehr konkrete Forschung durchführen, die vor allem im Weltall stattfinden muss. Anstatt große Forschungsstationen wie die ISS langsam abzuwickeln, sollte man also viel mehr darüber nachdenken, sie noch zu erweitern. 2) Langfristig braucht es einen neuen Weg, um ins Weltall zu gelangen bzw. dort zu operieren. Sichere bemannte Raumfahrt wird immer mehr zu einer Materialfrage. Es ist nicht zielführend, all das was wir für einen längeren Aufenthalt jenseits der Erde brauchen, mit unseren kleinen Raketen Stück für Stück in den Orbit zu schießen. Entweder wir holen uns das Material direkt vor Ort; lernen also wie man Asteroiden ausbeuten und verwerten kann. Oder wir finden einen besseren Weg als Raketen, um ins All zu kommen. Das könnte der berühmte Weltraumlift sein (für Details siehe diese beiden Podcastfolgen oder mein aktuelles Buch) – aber auch wenn das aus wissenschaftlicher Sicht durchaus realistisch und machbar wäre, ist so ein Projekt in unserer derzeitigen Gesellschaft doch eher noch Science-Fiction.

Der Mars wird weiter auf uns warten. Es liegt an uns, weiter zu forschen um irgendwann einen Weg zu finden, ihn zu erreichen.

Kommentare (37)

  1. #1 Till
    Dresden
    4. Mai 2015

    [Ironie] Das ist ja perfekt für Mars One: Wenn die Astronauten dümmer werden sind sie perfekt qualifiziert für eine reality TV show.[/ironie]

    Das zeigt mal wieder, wie weit wir noch von einer bemannten Mars Mission entfernt sind.

  2. #2 christian groschke
    4. Mai 2015

    Eine Frage eines Laien:

    Wäre es (natürlich nur sehr theoretisch) vorstellbar, dem Mars ein schützendes Magnetfeld zu verpassen. bzw zumindest Teilbereiche, so dass die sich auf der Oberfläche aufhaltenden Astronauten geschützt wären. Oder ist ein Schutz technisch nur mit Wassertanks machbar, wo die Astronauten mithilfe eines Vorhersagesystem sich halt bei Sonnenstürmen zurück ziehen können.

  3. #3 Florian Freistetter
    4. Mai 2015

    @christian: “Wäre es (natürlich nur sehr theoretisch) vorstellbar, dem Mars ein schützendes Magnetfeld zu verpassen. “

    Dem ganzen Planeten sicherlich nicht. Aber eventuell könnte man ein kleines Habitat o.ä. abschirmen. Solche Vorschläge gab es schon, um Raumschiffe im All zu schützen. Getestet wurde sowas mWn aber noch nie.

  4. #4 Pilot pirx
    4. Mai 2015

    Magnetfeld? Wenn man mal träumt, wie wäre es, dem Mars
    einen vernünftigen Mond zu verpassen?
    Einen der fettesten Asteroiden?
    Durch die Gezeitenkräfte käme die Seismik vielleicht wieder in Wallung, würde der Kern heiß, hätte man vielleicht auch das Magnetfeld, eventuell käme auch was brauchbares bei der Atmosphäre raus. Nur Zeit sollte man haben…
    Mal im Ernst, was würde sowas real bringen?

  5. #5 Alderamin
    4. Mai 2015

    @Pilot pirx

    Gemessen an dem Aufwand, ein Objekt wie Ceres in eine Umlaufbahn um den Mars zu bugsieren (wir träumen derzeit davon, einen Asteroiden von 1 km mit vielen Jahren Vorwarnzeit 13000 km von seiner möglichen Begegnung mit der Erde abzulenken, das ist rund eine Milliarde mal weniger Masse zu bewegen), wäre es geradezu ein Klacks, ein künstliches Magnetfeld mit supraleitenden Kabeln anzulegen.

  6. #6 JaJoHa
    4. Mai 2015

    Außerdem will man doch ruhig schafen, und keine Disco durch Strahlung haben 😉

  7. #7 bruno
    4. Mai 2015

    @Till …also müsste man für “Mars One” die Überschrift umstellen: “Demente Astronauten machen einen Flug zum Mars”

  8. #8 Pilot pirx
    4. Mai 2015

    @5 Alderamin:
    Aber bitte, das ist doch nicht nachhaltig.
    Und wenn man schon anfängt, dann besser klotzen statt kleckern.
    Und “Geht nicht” gibt es eh nicht.
    Man denkt über Weltraumlifte und Dysonsphären nach.
    Da wäre doch auch das eine Erörterung wert.
    Ist eben wirklich die Frage, brächte das überhaupt was?
    Im Osten hatten wir eh immer eher die Venus für das Terraforming auf dem Kieker. Auch mit Zeitmaßstäben weit jenseits einer Generation.

  9. #9 Ludger
    4. Mai 2015

    Astronauten bekommen eine Ganzkörperbestrahlung ab. Zur Ganzkörperbestrahlung: Bei 2 Sv bis 3 Sv tritt eine schwere Strahlenkrankheit mit Haarausfall, Unwohlsein und Ermüdung auf. Es kommt zu 35 % Todesfälle nach 30 Tagen (LD 35/30) (Wikipedia, “Strahlenkrankheit”). Die letale Dosis für Menschen ist (Wikipedia, “Strahlenschaden”) 3 Gy – 4,5 Gy. Energiedosis Gray (Gy) und Äquivalentdosis Sievert (Sv) haben dieselbe Dimension.
    Zur medizinischen Strahlentherapie: Bei Hirnmetastasen strahlt man mit Photonen von 30 Gy auf den Schädel mit Photonen der Grenzenergie von einigen MeV., fraktioniert auf Einzeldosen von ca. 1,8 Gy. Dieselbe Dosis kommt bei Wirbelsäulenmetastasen zum Einsatz. Auch dabei liegt das ZNS (Rückenmark) im Bestrahlungsbereich. (Bei Gliomen werden sogar noch deutlich höhere Dosen verwendet, allerdings nicht als Bestrahlung für das gesamte Gehirn.) Also: Die Begrenzung auf 30 Gy besteht, weil es bei einer Schädelbestrahlung mit 30 Gy nicht zu einer nennenswerten Demenz kommt. Die Metastase bekommt man damit nur verkleinert, nicht weg.
    Die Mäuse haben aber Dosen von bis zu 30 cGy bekommen. Das “c” deute ich als “centi” also “hundertstel”. Die Dosis von 30/100 Gray (30cGy) würde beim Menschen vielleicht für eine Strahlenkrankheit reichen, aber nicht für eine Demenz.

  10. #10 advanceddeepspacepropeller
    4. Mai 2015

    Es gibt schon ein paar nette konzepte für active shielding:
    http://aviationweek.com/awin/superconducting-magnets-could-block-space-radiation

    und bis es soweit ist, findet sich noch eine passive ergänzung:
    http://www.gizmag.com/cosmic-ray-radiation-protection/24511/

    und vielleicht noch künstliche schwerkraft an board…..
    🙂

  11. #11 Higgs-Teilchen
    5. Mai 2015

    “so wie die Apollo-Astronauten, die nur ein paar Tage unterwegs waren”

    Hmm, wann wohl hier der Erste auftaucht und behauptet, dass das ja nie passiert ist? 🙂

  12. #12 Alderamin
    5. Mai 2015

    @Higgs-Teilchen

    Das ist gerade Siggis aktuelles Totschlagargument. Er setzt dabei großzügig eine Protonenenergie von 0,6*10^15 eV für alle Teilchen an, das ist schon fast ein “Oy-my-God-Particle”. Tatsächlich hat der Sonnenwind maximal ein paar MeV, wie man z.B. an der Achsenbeschriftung des ACE-EPAM-Diagramms erkennen kann (ACE ist ein Satellit zur Sonnenbeobachtung im L1-Punkt der Erde, der unter anderem den Sonnenwind misst), und an der grünen Kurve kann man erkennen, dass man diese Teilchen normalerweise (wenn nicht gerade Sonnensturm herrscht) einzeln mit Handschlag begrüßen kann.

    Hatte überlegt, darauf zu antworten, aber wozu den Troll weiter füttern, der hört eh nicht auf.

  13. #13 UMa
    5. Mai 2015

    @Ludger: Es geht hier vor allem um die Art der Strahlung, nicht nur die Energiedosis. Nach dem Artikel sind die Strahlungen von schweren Atomkernen, wie O-16 und Ti-48, die untersucht wurden, selbst bei niedriger Dosis erheblich schädlicher, als Protonen-, Alpha-(He-4), Beta-(e-) oder Gamma-Strahlung.

  14. #14 Alderamin
    5. Mai 2015

    @UMa

    Und diese großen Teilchen sind so schwer abzuschirmen? Für Alpha-Strahlung (die biologisch schädlicher als Gammastrahlung sein soll) reicht ein Blatt Papier, für Beta-Strahlung ein Blech, für Gamma nur eine Bleiplatte, also je kleiner/leichter das Teilchen, desto schwerer die Abschirmung.

    Klar, in der kosmischen Strahlung sind einige Teilchen mit riesigen Energien unterwegs, aber ich dachte, die seien eher dünn gestreut.

  15. #15 JaJoHa
    5. Mai 2015

    @Alderamin
    Die schweren Teilchen sind langsamer (bei gleicher Energie) und stärker geladen. Dadurch ist der Energieverlust pro Strecke viel höher. Wenn die schnell genug sind, dann sagt man (einfach geladene Teilchen) ca 2MeV/gcm² Energieverlust. Das steigt vorallem gegen Ende an (Bragg peak)
    Oder hier

  16. #16 Ludger
    5. Mai 2015

    @ UMa, #13
    Aber auch bei hochenergetischer Partikelstrahlung wird das Gehirn erst bei einer wesentlich höheren Dosis ausfallen als der Gesamtorganismus bei einer Ganzkörper-Strahlenbelastung.
    Ich habe noch folgende Zusatzinformation gefunden (Wikipedia, “Partikeltherapie”):

    Der Vorteil der Partikeltherapie[1][2] gegenüber der konventionellen Strahlentherapie mit Photonen ist das völlig andere Eindringverhalten der Partikel (Teilchen). Die Wechselwirkung der eingebrachten Teilchen mit dem Gewebe ist stark geschwindigkeitsabhängig: Die Energieabgabe ist ungefähr umgekehrt proportional zum Geschwindigkeitsquadrat. Beim Durchgang durch das Gewebe werden die Teilchen also kontinuierlich umso stärker abgebremst, je tiefer sie eindringen. Solange sie hohe Geschwindigkeit (spez. Energien > 50 MeV/u) besitzen, ist ihre Wirkung nur relativ gering. Erst am Ende ihrer Reichweite entfalten sie ihre starke Wirkung. Dort nimmt die Wirkung auf einer Strecke von wenigen Millimetern sehr stark zu, um danach auf Null (bei Protonen) bzw. fast auf Null (bei Kohlenstoffionen) abzufallen. Das dabei erzeugte Tiefendosisprofil bezeichnet man als Bragg-Peak. Die Energie des Teilchens beim Verlassen des Beschleunigers regelt die Eindringtiefe und den Ort des Wirkungsmaximums.

    Das kann man an folgender Grafik erkennen: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c8/Tiefendosiskurven.svg
    Einen Dosisvergleich Protonen versus Gammastrahlen habe ich hier ( http://www.theijpt.org/doi/abs/10.14338/IJPT-14-00023.1 )gefunden:

    The median dose of proton therapy was 35 Gy (RBE) in 15 fractions, and 50.4 Gy in 28 fractions for those treated with x-rays.

  17. #17 Pilot pirx
    5. Mai 2015

    Mal eine andere Frage: Mäuse sind ja das eine, Menschen was anderes.
    Und es erhebt sich doch die Frage ob die Kosmonauten auf einer solchen Mission zwangsläufig einen Dachschaden bekommen oder es nur mit gewisser Wahrscheinlichkeit vorkommt.
    Und dann ist man bei der Frage, welches Risiko man eingehen will.
    Mein Großvater hätte auf so eine Frage vermutlich gesagt, ein Sturmangriff auf eine befestigte Stellung mache viele Soldaten zu tot für ihre Mission.
    Und trotzdem ist man vorwärts…
    Er hat davon geträumt, nach der Mondlandung auch noch den ersten Menschen auf dem Mars zu erleben.
    Aber vermutlich wird das auch mir nicht mehr vergönnt sein.

  18. #18 UMa
    5. Mai 2015

    @Alderamin: Das dachte ich früher auch mal.
    Aber siehe diesen Wikipedia-Artikel und seine Referenzen..

    http://en.wikipedia.org/wiki/HZE_ions
    In der Referenz 4, (Cucinotta, F.A.; Durante, M. “Risk of Radiation Carcinogenesis”)
    Figure 4-16 (Seite 161), siehst du, dass sich die GCR (galaktische kosmische Strahlung) nur sehr schlecht abschirmen lassen. Das liegt an der hohen Energie von etwa 1000 MeV im Vergleich zu wenigen MeV in radioaktiver Strahlung. Die niedrigenergetischen solaren Partikel lassen sich besser abschirmen.

    @Ludger:
    In der Referenz 1, (Schimmerling, Walter. “The Space Radiation Environment: An Introduction”) siehe Figure D.4. Obwohl die schweren Kerne nur 1% der Teilchen ausmachen, dominieren sie für GCR die Gesamtdosis.
    Du musst die höher biologische Wirksamkeit schwerer Kerne berücksichtigen. Z.B.
    http://de.wikipedia.org/wiki/Strahlungswichtungsfaktor
    Wobei man im Vergleich zu Ref. 1. sieht, dass die höhere Wirksamkeit schwerer Kerne gegenüber He-4 dort noch nicht berücksichtigt ist.

  19. #19 Ludger
    5. Mai 2015

    @ UMa
    Selbst wenn wegen der Strahlungswichtungsfaktoren die biologische Wirkung von 1 Gy schwerer Ionen der biologischen Wirkung von 20 Gy Photonen entsprechen sollte, werden die Folgen der Ganzkörperbestrahlung egal mit welcher Strahlenart auf Dauer schwerwiegender sein als die Wirkung derselben Energiedosis auf das Gehirn.

  20. #20 phunc
    6. Mai 2015

    Es gibt bereits eine Lösung für das Problem:
    Deinococcus radiodurans

    Man muss nur rausfinden, wie man sich das zu Nutze machen könnte 😉

  21. #21 Adent
    6. Mai 2015

    @phunc
    Ein Helm gefüllt mit D. radiodurans quasi als Bakterienaquarium um den Kopf herum 😉

  22. #22 Ludger
    6. Mai 2015

    @ Adent
    Ein Helm wird nicht reichen. Man müsste die Gene für die Reparaturenzyme von Deinococcus radiodurans so in die menschliche Keimbahn einbauen, dass man transgene strahlenresistente Menschen erhält, die speziell für den Astronautenberuf gezüchtet werden.

  23. #23 Adent
    6. Mai 2015

    @Ludger
    Keimbahn, er hat Keimbahn gesagt, steinigt ihn 😉
    Soweit ich es erinnere besitzt das WRN-Gen eine entscheidende Rolle bei der schnellen Reparatur des zerstückelten Genoms, das haben Menschen schon, man müsste es also “nur” modifizieren.
    In der SF-Literatur alles kein Problem, aber schlag das mal hier auf Good ol Earth vor, dann wirst du fast sicher gesteinigt 😉

  24. #24 UMa
    6. Mai 2015

    @Ludger: Ja, die Wirkung der gesamten Dosis, sollte schwerwiegender sein. Wenn ich die von JaJoHa verlinkte Bethe-Formel und das Paper richtig interpretiere, ist die Wirkung für (hohe Energien) proportional zu Z^2, d.h. O mit Z=8 ist die Wirksamkeit 64 mal höher als für Protonen für Ti, Z=22 sogar 484 mal höher. Da werden aus ein paar cGy mehr als hundert Sv. Das wäre dann nicht wenig, sondern richtig viel.
    Ich frage mich, wie die Mäuse das 6 Wochen überleben konnten.

  25. #25 phunc
    6. Mai 2015

    Ich denke wir werden nicht drum herum kommen uns irgendwann selbst bzw andere Arten zu modifizieren. Das mag heute noch ein heikles Thema sein, aber wenn man sich so anschaut, was Staaten/Behörden bereits alles tun um die “Freiheit”/”Sicherheit” der Staatsbürger zu gewährleisten und wie die entsprechenden Reaktionen darauf ausfallen, dann ist alles nur eine Frage der Zeit.

    Der heutige Mensch mag sich lautstark empören über Missstände und Ungerechtigkeiten, wobei vermeintliche, grob fahrlässige Auswüchse (Steuergeldverschwendung für Weltraummissionen oder unnötige Forschung) deutlich mehr Aufmerksamkeit erhalten und wild diskutiert werden als tatsächlich schwerwiegende Probleme (zB Massenüberwachung, miteinhergehende Umformung der Gesellschaft oder Lebensraumzerstörung durch Konsum), deren Auswirkungen auf unser Leben deutlich schwerwiegender sind.
    Die Prioritäten werden hier also völlig beliebig gelegt. Meist ist eine Fussballniederlage sogar schlimmer als eine politische Entscheidung die unsere Freiheit beschneidet.

    Insofern muss man Gentechnik nur entsprechend verkaufen und nach einige Jahrzehnten wird das auch kaum noch kümmern, hauptsache man darf sich ein iGerät aussuchen und sich weiterhin mit inhaltsleerem Müll überschütten lassen. Letzten Endes hat der Mensch es dann auch nicht anders verdient, wenn Konzerne seine Gene verändern um aus ihm einen besseren Menschen zu machen (im Sinne der Regierung natürlich).

  26. #26 JaJoHa
    6. Mai 2015

    @UMa
    Die Formel gibt die Energieabgabe dE/dx an. Wenn ich die gleiche Anzahl (integrierte Luminosität) an Teilchen mit Masse und Energie gleich, aber doppelter Ladung habe, dann bekommt eine dünne Platte (Teilchen bleiben nicht stecken und verlieren nur wenig Energie) bei den doppelt geladenen Teilchen die vierfache Energie (Gy) ab. Der Effekt wurde bei den Diagramm oben im Artikel berücksichtigt, weil das in Gy angegeben ist. Die biologische Wirkung wird wahrscheinlich nicht linear mit dem dE/dx zusammenhängen, vieleicht sollte man da 20 ansetzen. Das ist der Wert, der für schwere Kerne aus Spaltungen und ähnlichem angenommen wird. Oder man müsste suchen, ob es da experimentelle Daten gibt.

  27. #27 UMa
    6. Mai 2015

    @JaJoHa
    danke, dann scheint, das schon mit eingerechnet zu sein.
    https://en.wikipedia.org/wiki/Radiobiology_evidence_for_protons_and_HZE_nuclei
    nennt offenbar Werte von 25-50 für HZE.
    Man müsste herausbekommen, woher die Werte in
    Schimmerling, Walter. “The Space Radiation Environment: An Introduction”, Figure D.4 kommen, das im HZE_ions Artikel verlinkt ist.

  28. #28 ron
    7. Mai 2015

    Wünschenswert wäre es ja, wenn Curiosity irgendwelche Bodenschätze finden würde… Die anschließende Schnelligkeit in der Forschung wäre wohl atemberaubend. 😉

  29. #29 demolog
    7. Mai 2015

    Sehr interessant dieses Forschungsergebnis. Und die Überschrift auch. Da es egal ist, aus welcher Richtung die Strahlung auf das Gehirn einwirkt, gilt die Gefahr nicht nur für den Weltraum, sondern auch auf der Erde – wenn ausreichend radioaktives Material in den Organismus kommt.

    Womit eine wesentliche Bedingung zur Entstehung von Demenzen feststeht.

    Diese Erkenntnis müsste eigentlich zu einem sehr ernsten Skandal führen.

  30. #30 Florian Freistetter
    7. Mai 2015

    @demolog: “Diese Erkenntnis müsste eigentlich zu einem sehr ernsten Skandal führen.”

    Warum genau? Es geht ja in der Forschungsarbeit explizit um KOSMISCHE Strahlung. Und vor der sind wir auf der Erdoberfläche durch die Atmosphäre ja gut geschützt.

  31. #31 Klaus
    7. Mai 2015

    Bei http://www.spektrum.de/lexikon/physik/sonnenwind/13470 lese ich: “Die kinetische Temperatur beträgt für die Atomkerne ca. 50 000 K und für die freien Elektronen 200 000 K.” – Hat die Temperatur eine Auswirkung auf einen evtl. Marsflug?

  32. #32 Florian Freistetter
    7. Mai 2015

    @Klaus: Naja, das ist keine “Temperatur” im eigentlich Sinn. Ein einzelnes Atom ist nicht “heiß” oder “kalt”, sondern hier bezieht sich die Temperatur im wesenzzlichen auf die Geschwindigkeit, mit der sich die Atome bewegen.

  33. #33 Wizzy
    7. Mai 2015

    @Ludger #9
    Deine Angabe von 30 (es gibt auch Dosen von 20-80) Gy ist für das diskutierte Problem nicht anwendbar, da bei der Tumorbekämpfung sehr lokal das Gehirn mit dieser Dosis bestrahlt wird. Es gibt mehrere Maßnahmen, wie man die Belastung des gesunden Gewebes reduziert: Geometrie (Bestrahlen von allen möglichen Winkeln – u.a. mittels kurzfristiger Drehung -, mit dem Tumor im Zentrum) sowie die dE/dx-Inhomogenität der genutzten Bestrahlungsarten (so dass die Dosis in der Tiefe des Zielgewebes zudem deutlich größer ist als am Gewebe davor und dahinter). Dennoch dürfte das gesunde Gehirn wohl in der Größenordnung des obigen Mäuseversuchs bestrahlt werden. Für Deine Behauptung, dass im cGy bis Gy Bereich flächendeckender Gehirndosis keine kognitiven Leistungsabfälle entstehen, hätte ich gern eine Quelle; vgl. z.B. [Tschernobyl Metastudie] “Exposure to doses of 250 mGy and more is a significant risk
    factor for neuropsychiatric disorders and vascular disorders.” Quelle http://www.ncf-net.org/radiation/LoganovskyLowDoseIonizingRadiationBrain.pdf

  34. #34 Klaus
    7. Mai 2015

    @32 – Danke für die Antwort. Die Temperaturfrage geht mir jetzt geraume Zeit im Kopf rum. Weil: In Science Busters vom 17.02.2015 sagt Herr Gruber, dass eine Raumschiffsbesatzung verdampfen würde. Ab ca. Min. 12:00: https://www.youtube.com/watch?v=uWznmOI3wcY

  35. #35 Ludger
    8. Mai 2015

    @ Wizzy #33
    Die Überschrift ist: “Radioaktive Strahlung im Weltall: Macht ein Flug zum Mars die Astronauten dement?”
    Meine Meinung dazu: Bei einer Strahlenbelastung, die zu einer Demenz führen würde, würden die Astronauten die Demenz nicht mehr erleben, weil sie vorher an den Folgen der Ganzkörperbestrahlung gestorben wären.

    Für Deine Behauptung, dass im cGy bis Gy Bereich flächendeckender Gehirndosis keine kognitiven Leistungsabfälle entstehen, hätte ich gern eine Quelle…

    Man hat auch bei einer Strahlenkrankheit “kognitive Leistungsabfälle”. Ich würde das nicht mit einer Demenz gleichsetzen.
    In der von Dir verlinkten Arbeit steht auch :

    2.4 Postaccidental neuropsychiatric radiation-related effects in adulthood
    2.4.1 Background
    It is accepted in medical radiology that morphological radiation injuries of the CNS could arise following local
    brain irradiation by doses greater than 10–50 Gy.[…]
    However, in experimental studies morphological changes of neurons were revealed for as low as 0.25–1 Gy of total irradiation (Alexandrovskaja, 1959; Shabadash, 1964), and a dose of 0.5 Gy has been recognized to be the threshold of radiation injury to the CNS with primary neuronal damages (Lebedinsky & Nakhilnitzkaja, 1960).

    ok, neurologische Schäden gibt es auch bei kleineren Dosen, die aber nicht gleichbedeutend mit einer Demenz sind.

  36. #36 Ludger
    8. Mai 2015

    Nachtrag einige Zeilen später aus demselben Paper:

    2.4.2 Epidemiological data In the Adult Health Study in Hiroshima, the atomic bomb radiation dose did not show any significant association with detection of vascular dementia or Alzheimer’s disease 25 to 30 years later.

  37. #37 UMa
    8. Mai 2015

    @demolog: “Und die Überschrift auch.”
    Die Überschrift ist m.E. irreführend. Es geht nicht um radioaktive Strahlung, sondern um galaktische kosmische Strahlung (GCR) von hoher Ladung und Energie.
    “Da es egal ist, aus welcher Richtung die Strahlung auf das Gehirn einwirkt, gilt die Gefahr nicht nur für den Weltraum, sondern auch auf der Erde – wenn ausreichend radioaktives Material in den Organismus kommt.”
    Nein. Solcher Strahlung wirst du nicht von innen ausgesetzt sein können. Die untersuchte Strahlung waren Sauerstoff- und Titan-Kerne mit 600 MeV um die hunderte und viele Tausend MeV starken GCR zu simulieren. Von innen könntest du alpha-Stahlung (Helium) mit wenigen MeV (einem hundertstel dieser Energie) bekommen, welche viellicht eine ganz andere Wirkung hat. Selbst die Wirkung von Sauerstoff- und Titan- wahr verschieden.
    Eine Äquivalent-Dosis zwischen 1 Sv und 15 Sv, wie sie die Mäuse erhalten haben ist schon viel. Da hat Ludger recht, insbesondere bei der hohen Dosis hat man vermutlich ganz andere Probleme, falls überhaupt noch.

    “Womit eine wesentliche Bedingung zur Entstehung von Demenzen feststeht.”
    Nein.
    “Diese Erkenntnis müsste eigentlich zu einem sehr ernsten Skandal führen.”
    Nein.