Als Ende November 2022 das Raumschiff Orion zu seiner allerersten Mondumrundung startete, saßen „Helga“ und „Zohar“ im Cockpit. Die beiden Dummy-Raumfahrer sollten während der 25 Tage dauernden und ansonsten unbemannten NASA-Mission Artemis I die Strahlung registrieren, die Menschen während eines Flugs zum Erdtrabanten ausgesetzt wären. Zohar trug eine spezielle Schutzweste, Helga dagegen keine. Nach einer Analyse der gewonnenen Daten präsentieren die an der Mission beteiligten Wissenschaftler die Messergebnisse nun in „Science Advances“. Danach kann der tragbare Strahlenschutz die Strahlenbelastung während intensiver Sonnenaktivitäten deutlich verringern. Strahlungsmessungen gab es zwar schon während früherer Weltraummissionen, sie fanden aber hauptsächlich auf dem amerikanischen Space Shuttle und an Bord der Internationalen Raumstation im europäischen Columbus-Modul statt, also im niedrigen Erdorbit. Dort wird der Löwenanteil der Strahlung aus dem Weltraum vom Erdmagnetfeld abgeschirmt. Mit Artemis I wurde erstmals die Strahlenbelastung in einem Orion-Raumschiff jenseits des erdnahen Orbits erfasst. Weiblicher Anatomie nachempfunden Um Informationen über die Strahlungsbelastung innerhalb der Orion-Kapsel zu erhalten, waren im Inneren des Raumschiffs Dosimeter angebracht worden. Die beiden Puppen – sie stammen vom Institut für Raumfahrtmedizin des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Köln und der israelischen Raumfahrtagentur ISA – hatte man mit unzähligen Sensoren bestückt. Diese erfassten Daten über die Strahlenbelastung der menschlichen Haut, der Knochen und der inneren Organe. Beide Dummys hatten die Wissenschaftler bewusst der weiblichen Anatomie nachempfunden. Denn aus den Folgen der Atombombenabwürfe über Japan weiß man, dass Frauen ein höheres Krebsrisiko durch ionisierende Strahlung haben als Männer. Zohar trug zusätzlich eine von einem iraelischen Start-up entwickelte Strahlenschutzweste. Sie war mit einem flüssigen Polymer gefüllt, das gegen energiereiche Protonen und Elektronen schützen soll. Insbesondere Knochenmark, Lunge, Magen, Brust und Eierstöcke reagieren empfindlich auf eine zu hohe Strahlenbelastung. In einer ersten, vor zwei Jahren erschienenen Studie, an der auch Forscher der NASA und ESA beteiligt waren, hatte man untersucht, wie hoch die Belastung in welcher Phase des bevorstehenden Mondflugs von Artemis II sein würde. Das Ergebnis war beruhigend, die Dummy-Astronauten waren während des Flugs keinen überhöhten Strahlungswerten ausgesetzt. Die gemessene Dosis lag deutlich unter dem Limit von 600 Millisievert, das NASA-Astronauten während ihrer gesamten Laufbahn aufnehmen dürfen. Die Ergebnisse wurden vom bemannten Flug von Artemis II im April dieses Jahres bestätigt. Die vier Astronauten waren während ihrer zehntägigen Mission einer ähnlich hohen Strahlenbelastung ausgesetzt gewesen wie die Apollo-Astronauten in den Siebzigerjahren. Schutzweste reduziert Strahlungsdosis deutlich Doch wie hoch wäre die Belastung bei einer Langzeitmission auf dem Mond oder einer Reise zum Mars, die mit Hin- und Rückflug mindestens zwei Jahre dauert? Wie würden sich Expositionen von Sonnenwind, Sonnenstürmen und kosmischer Strahlung auf die Gesundheit auswirken? Und wie effektiv könnte die israelische Weste die Astronauten schützen? Nun kam es während der fast 26 Tage, die Artemis I unterwegs war, zu keinem übermäßigen Anstieg der Sonnenaktivität, sodass sich die Forscher um Thomas Berger vom DLR behelfen mussten, wollten sie die abschirmende Wirkung der Schutzweste beurteilen. Sie nutzten die Tatsache, dass das Raumschiff nach dem Start den sogenannten Van-Allen-Gürtel passierte, der sich in einer Höhe von rund 700 bis 6000 Kilometern erstreckt. In zwei ringförmigen Zonen werden dort schnelle geladene Teilchen, vorwiegend Elektronen aus dem Sonnenwind sowie energiereiche Wasserstoff- und Heliumkerne der kosmischen Strahlung, vom Erdmagnetfeld festgehalten. Astronauten, die diesen Gürtel auf dem Weg zum Mond durchqueren, sind einer hohen Strahlenbelastung ausgesetzt. Die Forscher rechneten die im Van-Allen-Gürtel am Dummy Helga gemessenen Daten auf bekannte Werte von Sonnenstürmen aus der Vergangenheit hoch. Extreme Sonnenereignisse gab es in den Jahren 1972 und 1989. Daraus berechneten sie die Wirkung der Schutzweste, die die Astronautenpuppe Zohar trug. Das Ergebnis: Bei einem starken Sonnensturm, vergleichbar mit dem Ereignis vom August 1972, würde die israelische Schutzweste die effektive Strahlendosis eines Menschen im Weltraum um rund 60 Prozent reduzieren, von maximal 222 Millisievert auf  87,5 Millisievert. Für ein energiereicheres Ereignis ähnlich dem Sonnensturm vom Oktober 1989 ergaben die Rechnungen eine Reduktion der Strahlenbelastung um knapp 40 Prozent. Damit könnte nach Ansicht der Forscher um Berger das Tragen der Schutzweste während einer starken Sonneneruption einem Astronauten eine Strahlenbelastung ersparen, die der Hintergrundstrahlung im Weltraum über mehrere Wochen entspricht. Dadurch wäre es möglich, längere Missionen zu absolvieren, ohne die von der NASA festgelegten Grenzwert für die Lebenszeitdosis zu überschreiten, so die Forscher. Auf dem Flug von Artemis II trugen die vier Astronauten keine Schutzwesten. Bei einem plötzlichen Strahlungsausbruch wäre ein Warnsignal ertönt. In diesem Fall hätte sich die Crew in einen besser abgeschirmten Teil des Raumschiffs begeben und wäre vor zu hoher Strahlung geschützt gewesen.