Strahlung in den Weiten des Weltraums – neue Dosimeter für ISS-Astronauten

Der Franzose Thomas Pesquet ist zurzeit der einzige europäische Astronaut auf der ISS. Das Foto entstand während des Trainings. Foto: NASA, James M. Blair

Seit Samstagnacht ist Astronaut Thomas Pesquet an Bord der Internationalen Raumstation ISS. Dort wird er erstmals ein ganz neues Strahlungsmess-System verwenden, das ihm ohne Zeitverzögerung anzeigt, wie hoch seine Strahlungsdosis gerade ist. Je nach Qualität der Strahlung errechnet das Gerät sofort die Wirkung auf lebendes Gewebe.

Bisher konnten Astronauten diese Informationen nicht selbst abrufen, denn die Auswertung der Daten erfolgte erst nach der Rückkehr zur Erde. Ein Herzstück des mobilen Personendosimeters sind zwei Silizium-Halbleiterdetektoren, deren konzeptioneller Aufbau und Auswertealgorithmus maßgeblich in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) entwickelt wurde. Das Personendosimeter ist Teil eines Gemeinschaftprojektes unter der Leitung des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums.

Das neue Strahlungsmess-System trägt den etwas sperrigen Namen EuCPAD (European Crew Personal Active Dosimeter) und wurde im Auftrag der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA-GSTP) entwickelt. Es soll nicht nur Thomas Pesquet sofortige Informationen über seine Strahlungsexposition liefern, sondern auch Wissenschaftler mit Daten versorgen, die für künftige Raumfahrtmissionen wichtig sind.

Denn die Strahlung im Weltraum ist einer der Faktoren, die Langzeitmissionen des Menschen im All bisher begrenzen. Daher brauchen Forscher Antworten auf die Fragen: Wie hoch ist die Strahlung in den unterschiedlichen Modulen der ISS und welche Schwankungen gibt es? Und auch: Wie setzt sie sich zusammen? Denn innerhalb der ISS sind nicht nur kosmische und solare Strahlung messbar, sondern auch jene Teilchenschauer, die beim Aufprall von ionisierender Strahlung auf die Hülle der ISS entstehen.

EuCPAD besteht aus einem kleinen Dosimeter, das der Astronaut am Körper trägt, und einer Speichereinheit – so groß wie ein kleiner Handgepäck-Koffer, mit Metallgehäuse und Display. Hier sichert Thomas Pesquet einmal wöchentlich die Daten, die sein Personendosimeter ermittelt hat, und lädt es neu auf. Vor allem aber enthält die Speichereinheit einen sogenannten gewebeäquivalenten Proportionalzähler. Dies ist ein Ionisationsdetektor, der die Eigenschaften von menschlichem Gewebe simuliert. Seine Funktion ist ähnlich wie die des mobilen Dosimeters am Körper des Astronauten: Er soll die Äquivalentdosis (Energiedosis multipliziert mit Qualitätsfaktor für Strahlenqualität) bestimmen. Der Abgleich der Daten des Dosimeters einerseits und des Proportionalzählers andererseits verifiziert die gemessenen Daten.

Unter der Leitung des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin waren an der Entwicklung von EuCPAD neben der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt auch Mirion Technologies/Finnland, Seibersdorf Labor GmbH und Tyndall National Institute/Irland beteiligt. if/ptb

Ansprechpartnerin
Dr. Marlies Luszik-Bhadra, PTB-Arbeitsgruppe 6.45 Neutronendosimetrie, Telefon: (0531) 592-6520, E-Mail: marlies.luszik-bhadra@ptb.de

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Imke Frischmuth Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

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