Neugieriges DLR Strahlungsmessgerät (RAD)

Untersucht Strahlungswerte auf Marsboden

Bild: DLR

"Curiosity", Neugierde, heißt der amerikanische Rover, der am 26. November 2011 um 16.02 Uhr Mitteleuropäischer Zeit (MEZ) in Richtung Mars gestartet ist. Mit zehn Instrumenten an Bord soll er Informationen liefern, wie lebensfeindlich oder auch –freundlich der Rote Planet in der Vergangenheit war – und für zukünftige bemannte Missionen sein kann. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Christian-Albrechts-Universität Kiel schicken dazu das Strahlungsmessgerät RAD (Radiation Assessment Detector) zum Mars. Das Ziel: Die Forscher wollen erstmals vor Ort messen, wie hoch die Strahlung für zukünftige Astronauten ist und in welcher Bodentiefe Lebensformen überleben könnten. Gelandet wird im Gale Crater – einem Ziel, das auch DLR-Planetenforscher Ernst Hauber in Workshops mit der amerikanischen Weltraumbehörde NASA favorisiert hat.

Der Mars-Rover der "Mars Science Laboratory"-Mission (MSL) ist ein wahres Schwergewicht: Fast eine Tonne wiegt "Curiosity", der mit einem komplizierten Schwebeverfahren auf der Marsoberfläche abgesetzt werden soll. Zwei Mal so lang und fünf Mal so schwer wie die Vorgänger "Spirit" und "Opportunity" wird der fast autogroße Rover unter anderem die Marsoberfläche mit Kameras beobachten, sich mit einem Bohrer in den Boden vorarbeiten und die Zusammensetzung von Boden- und Felsproben bestimmen und auch die Strahlung am Boden und in der Atmosphäre messen. Gerade einmal so groß wie eine Schuhschachtel ist das Instrument RAD, dessen Sensoreinheit das DLR und die Kieler Universität entwickelt und finanziert haben. Es misst zwei Jahre lang die kosmische Strahlung, die solaren Teilchen, die bei Sonneneruptionen in den Weltraum geschleudert werden, aber auch die sekundären Teilchen, die zum Beispiel bei Teilchen-Kollisionen entstehen. Schon auf dem Weg zum Mars sollen Messungen stattfinden. "Es gibt nur wenige Daten zur Strahlung im interplanetaren Raum", erläutert Dr. Günther Reitz vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin. Sobald der Mars-Rover auf dem Mars aufsetzt, werden die ersten Messungen auf dem Planeten beginnen. "Bisher gibt es nur Messungen aus einer Umlaufbahn über dem Mars – jetzt werden wir erstmals am Boden selbst diese Werte feststellen können", sagt Reitz. Mit den gemessenen Strahlungswerten sollen dann die bisherigen Modellrechnungen abgeglichen und optimiert werden.

Messungen für zukünftige Mars-Astronauten
Mit den Strahlungswerten, die "Curiosity" aus dem Weltall zur Erde sendet, wollen die Forscher dann abschätzen, welche Belastung zum Beispiel auf Mars-Astronauten zukommen würde. "Die Erde ist durch ihre Atmosphäre geschützt – der Mars hat aber nur eine sehr dünne Atmosphäre und somit nur eine geringe Abschirmung gegen die kosmische Strahlung", erklärt Reitz. Auswertungen, welcher Strahlenbelastung die Astronauten auf der Internationalen Raumstation ISS ausgesetzt sind, haben die Strahlenbiologen des DLR bereits durchgeführt. Das Strahlungsmessgerät soll aber noch über eine weitere Frage Auskunft geben: "Die Untersuchungen sind wichtig, um bestimmen zu können, in welcher Bodentiefe eventuell frühere Lebensformen die Strahlungsumgebung des Mars überlebt haben oder überleben könnten", ergänzt Prof. Robert Wimmer-Schweingruber von der Kieler Universität.

Der Gale-Krater, in dem Mars-Rover "Curiosity" seine Erkundungsreise starten wird, ist ein Krater mit einem Durchmesser von mehr als 150 Kilometer. Im Rennen um die interessanteste Landestelle setzte er sich letztendlich gegen den Eberswalde-Krater, den Holden-Krater und das Mawrth Vallis durch. Er bietet nicht nur ausreichend Platz für eine möglichst sichere Landung, sondern ist für die Planetenforscher weltweit gleich aus zwei Gründen spannend. "Die Mineralogen werden begeistert sein, weil multispektrale Messungen bereits gezeigt haben, dass es im Gale-Krater Mineralien gibt, die wahrscheinlich in Zusammenhang mit flüssigem Wasser entstanden sind", erläutert Mars-Experte Ernst Hauber vom DLR-Institut für Planetenforschung. Er hat an mehreren Workshops in den USA teilgenommen, in denen die Landestellen und ihre Vor- und Nachteile durch die wissenschaftliche Brille betrachtet wurden. Für Hauber ist es vor allem die Geomorphologie des Kraters, die ihn von dieser Landestelle überzeugt hat. "Im Krater selbst ist eine Art Stapel aufgeschichteter Sedimente – wir Planetenforscher wollen da natürlich herausfinden, wie dieser Sedimentstapel entstanden ist", erläutert Hauber. "War das der Wind, ist es durch Wasser geschehen? Das können wir mit dieser Mission lernen."   

Startet das Mars Science Laboratory pünktlich wie geplant am 26. November 2011 an Bord einer Atlas-V-Rakete, wird der Rover am 6. August 2012 zum ersten Mal über Marssand fahren können. Zwei Erdenjahre später – das entspricht einem Marsjahr – können die Forscher dann eine Bilanz ziehen, ob ihre Neugierde befriedigt wurde. Eines ist für Strahlenbiologe Dr. Günther Reitz allerdings jetzt schon sicher: "Diese Mission wird den Weg ebnen für die bemannte Raumfahrt zum Mars."

Kontakt:
Ernst Hauber
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Planetenforschung
Tel.: +49 30 67055-325
Fax: +49 30 67055-402