Astronauten, die an einer Mission mit Besatzung zum Mars teilnehmen möchten, möchten möglicherweise zusätzliche Rad-Tablets einpacken! Lange bevor die NASA ihren Vorschlag für eine „Reise zum Mars“ bekannt gab, die vorsieht, bis 2030 Stiefel auf den Roten Planeten zu bringen, waren sich die Missionsplaner bewusst, dass eines der größten Risiken für eine solche Mission mit der Bedrohung durch den Kosmos zu tun hat und Sonnenstrahlung.
Laut einer neuen Studie der Universität von Nevada, Las Vegas, ist diese Bedrohung jedoch noch schlimmer als bisher angenommen. Unter Verwendung eines Vorhersagemodells zeigt diese Studie, dass Astronauten, die über einen längeren Zeitraum die Oberfläche des Mars bilden, Zellschäden durch kosmische Strahlung erleiden können und dass sich diese Schäden auf andere gesunde Zellen erstrecken - was das Krebsrisiko effektiv verdoppelt!
Die Studie, die vom UNLV-Wissenschaftler Dr. Francis Cucinotta geleitet wurde, wurde in der Mai-Ausgabe von veröffentlicht Wissenschaftliche Berichte - unter dem Titel „Nicht zielgerichtete Effektmodelle prognostizieren ein signifikant höheres Mars-Missionskrebsrisiko als zielgerichtete Effektmodelle“. Aufbauend auf konventionellen Modellen, die vorhersagen, dass durch Strahlung verursachte DNA-Schäden zu Krebs führen, untersuchte ihr Modell, wie sich solche Schäden im ganzen Körper ausbreiten könnten.
Galaktische kosmische Strahlung (GCR) ist eine der größten Gefahren der Weltraumforschung. Diese Teilchen, die von außerhalb unseres Sonnensystems stammen, sind im Grunde Atomkerne, denen dank ihrer schnellen Reise durch den Weltraum die umgebenden Elektronen entzogen wurden. Es ist bekannt, dass Eisen- und Titanatome aufgrund ihrer sehr hohen Ionisationsraten die Zellen schwer schädigen.
Hier auf der Erde sind wir dank unserer schützenden Magnetosphäre vor diesen Strahlen und anderen Strahlungsquellen geschützt. Aber mit Missionen, die Astronauten weit über die Erde hinausführen würden, werden sie zu einer viel größeren Bedrohung. Angesichts des langfristigen Charakters einer Mission zum Mars werden Minderungsverfahren und Abschirmungen ziemlich gründlich untersucht. Wie Cucinotta in einer Pressemitteilung der UNLV erklärte:
„Die Erforschung des Mars erfordert Missionen von 900 Tagen oder länger und umfasst mehr als ein Jahr im Weltraum, wo eine Exposition gegenüber allen Energien der schweren Ionen der galaktischen kosmischen Strahlung unvermeidbar ist. Die derzeitige Strahlenabschirmung würde das Expositionsrisiko bestenfalls geringfügig verringern. “
Frühere Studien haben gezeigt, dass die Auswirkungen einer längeren Exposition gegenüber kosmischen Strahlen Krebs, Auswirkungen auf das Zentralnervensystem, Katarakte, Kreislauferkrankungen und akute Strahlungssyndrome umfassen. Bisher wurde jedoch angenommen, dass der Schaden, den diese Strahlen verursachen, auf die Zellen beschränkt ist, die sie tatsächlich durchqueren - was auf Modellen basiert, die sich mit den gezielten Auswirkungen von Strahlung befassen.
Für ihre Studie konsultierten Dr. Cucinotta und Dr. Eliedonna Cacao (Chemieingenieurin am UNLV) das Maus-Tumor-Experiment der Harderian-Drüse. Dies ist der bislang einzige umfangreiche Datensatz, der sich mit den nicht zielgerichteten Effekten (NTEs) von Strahlung für eine Vielzahl von Partikeln befasst. Mithilfe dieses Modells verfolgten sie die Auswirkungen einer chronischen Exposition gegenüber GCRs und stellten fest, dass die Risiken doppelt so hoch sind wie die von Modellen mit gezielten Effekten vorhergesagten.
"Galaktische kosmische Strahlenexposition kann den Zellkern zerstören und Mutationen verursachen, die zu Krebs führen können", erklärte Cucinotta. „Wir haben gelernt, dass die beschädigten Zellen Signale an die umgebenden, nicht betroffenen Zellen senden und wahrscheinlich die Mikroumgebung des Gewebes verändern. Diese Signale scheinen die gesunden Zellen zur Mutation zu inspirieren und verursachen dadurch zusätzliche Tumore oder Krebserkrankungen. “
Jeder Hinweis auf ein erhöhtes Risiko erfordert natürlich zusätzliche Forschung. Wie Cucinotta und Cacao in ihrer Studie angedeutet haben: „Der Mangel an Daten mit Tiermodellen für Gewebe, die das Risiko für Strahlenkrebs beim Menschen dominieren, einschließlich Lunge, Dickdarm, Brust, Leber und Magen, legt nahe, dass Studien zu NTEs in anderen Geweben dringend erforderlich sind zu langfristigen Weltraummissionen außerhalb des Schutzes der geomagnetischen Erdkugel. “
Diese Studien müssen natürlich durchgeführt werden, bevor langfristige Weltraummissionen außerhalb der Erdmagnetosphäre durchgeführt werden. Darüber hinaus werfen die Ergebnisse unbestreitbare ethische Fragen auf, z. B. ob Raumfahrtagenturen und Astronauten auf diese Risiken verzichten könnten (oder sollten). Wenn wir die mit Langzeitmissionen verbundenen Gefahren nicht mindern oder vor ihnen schützen können, ist es dann überhaupt richtig, Astronauten zu bitten oder ihnen zu erlauben, daran teilzunehmen?
In der Zwischenzeit möchte die NASA möglicherweise einen weiteren Blick auf die Missionskomponenten für die Reise zum Mars werfen und möglicherweise erwägen, eine oder zwei zusätzliche Schichten Bleiabschirmung hinzuzufügen. Besser auf das Schlimmste vorbereitet sein, oder?
