Messdaten: Magnetfeld der Erde erzeugt „Schatten“ der kosmischen Strahlung am Mond und senkt bis zu 20%

Messdaten zeigen: Das Magnetfeld der Erde wirft einen „Schatten“ der kosmischen Strahlung und senkt die Dosis bis zu 20%

Mithilfe von Messreihen der chinesischen Mondsonde Chang'e-4 haben Forschende nahe dem Mond eine Zone identifiziert, in der die Strahlung durch galaktische kosmische Strahlen geringer ausfällt. Der Befund gilt als potenziell hilfreich, um die Strahlenbelastung von Astronautinnen und Astronauten bei kommenden Mondmissionen zu verringern.

Warum galaktische kosmische Strahlen für Astronauten kritisch sind

Galaktische kosmische Strahlen zählen zu den zentralen Risiken für bemannte Raumfahrt ausserhalb der niedrigen Erdumlaufbahn. Die sehr energiereichen Teilchen können Raumfahrzeuge durchdringen und auch menschliches Gewebe erreichen, dabei DNA schädigen und das Krebsrisiko erhöhen. Die neuen Auswertungen deuten darauf hin, dass das Magnetfeld der Erde zeitweise eine Art „Schatten“ erzeugen kann, der in bestimmten Phasen einen zusätzlichen Schutz liefert.

Chang'e-4 und Lunar Lander Neutron and Dosimetry: Datengrundlage und Muster

Für die Studie wurden Daten des Experiments Lunar Lander Neutron and Dosimetry ausgewertet, die über 31 Mondzyklen hinweg von Januar 2019 bis Januar 2022 aufgezeichnet wurden. In diesen Messungen zeigte sich, dass die Strahlungswerte auf dem Mond in den Morgenstunden deutlich zurückgehen - besonders ausgeprägt während der Phase des zunehmenden Mondes.

Magnetfeld der Erde und Mondorbit: Wie die Abschattung entsteht

Nach Einschätzung der Forschenden hängt die beobachtete Absenkung damit zusammen, dass das Magnetfeld der Erde hochenergetische Protonen teilweise blockiert. Das Muster trat in einem bestimmten Abschnitt der Mondbahn auf, wenn der Mond durch einen Bereich lief, der von der Erdmagnetsphäre abgeschirmt wird.

Professor Robert Wimmer-Schweingruber (Robert Wimmer-Schweingruber) von der Universität Kiel, Mitautor der Studie, wies darauf hin, dass diese Ergebnisse das Verständnis der kosmischen Strahlung zwischen Erde und Mond verändern. Zuvor war man davon ausgegangen, dass galaktische kosmische Strahlen ausserhalb der Erdmagnetsphäre gleichmässig verteilt sind.

Die Forschenden gehen davon aus, dass künftige Mondmissionen wie Artemis II diese Erkenntnisse bei der Planung sicherer Zeitfenster für Ausstiege auf die Mondoberfläche berücksichtigen könnten. Den Daten zufolge verringern die Morgenstunden auf dem Mond die Strahlenbelastung der Haut von Astronautinnen und Astronauten um etwa 20%.

Wimmer-Schweingruber betonte zudem, dass weitere Untersuchungen mit grösseren Datenmengen helfen werden, Ausdehnung und Dynamik dieser Zone reduzierter Strahlung genauer zu bestimmen. Der Befund könnte damit ein wichtiger Schritt hin zu sichereren und effizienteren Mondmissionen sein.