Strahlenbiologie und Strahlenschutz bei zukünftigen Missionen im Weltraum

Abstract

EinleitungIm Jahr 1961 begann mit dem Start einer russischen Wostok-Rakete und dem 108-minütigen Flug von Yuri Gagarin das Zeitalter der bemannten Raumfahrt. Seitdem fanden zahlreiche bemannte Missionen in den erdnahen Orbit statt. Die Aufenthaltszeiten der amerikanischen Astronauten, russischen Kosmonauten und der chinesischen Taikonauten variierten dabei von wenigen Tagen in einfachen Kapseln bis zu mehreren hundert Tagen auf Raumstationen. Ein Glanzpunkt der bemannten Raumfahrt wurZusammenfassung Künftige bemannte Weltraummissionen zum Mond und zu den Planeten unseres Sonnensystems erfordern die Entwicklung von Strategien zum Schutz vor möglichen gesundheitsschädigenden Effekten der kosmischen Strahlung. Abhängig von der Dosis kann Strahlenexposition das akute oder das chronische Strahlensyndrom oder Langzeitfolgen wie die Entstehung von Tumoren oder Katarakten auslösen. Eine vollständige Abschirmung der kosmischen Strahlung bei Weltraummissionen ist technisch nicht machbar. Der beste Strahlenschutz im Weltraum basiert somit auf einer umsichtigen Planung der Mission bezüglich ihrer Dauer und der Zeit ihrer Durchführung bezüglich des solaren Aktivitätszyklus. Für eine Risikoabschätzung ist neben der Kenntnis der Körperdosis und deren Verteilungsmuster im Körper die Kenntnis der relativen biologischen Wirksamkeit (RBW) der Weltraumstrahlung notwendig. Für diese dicht ionisierende Strahlung ist bisher wenig über die zellulären Reaktionsketten bekannt. SchlüsselwörterKosmische Strahlung · Strahlensyndrom · Strahlenspätfolgen · MATROSHKA · dicht ionisierende Strahlung · Schwerionenbeschleuniger · relative biologische Wirksamkeit Abstract Future manned space missions to the moon and to the planets of our solar system require the development of protection strategies against possible harmful effects of cosmic radiation. Depending on the dose, radiation exposure can elicit the acute or chronic radiation syndrome, or long-term consequences such as development of tumours or cataracts. A complete shielding of the cosmic radiation during space missions is technically not feasible. The best radiation protection in space rests upon vigilant mission planning regarding duration and time of implementation during the solar cycle. For risk assessment, besides the knowledge of the body dose and the radiation distribution throughout the body, the knowledge of the relative biological effectiveness of cosmic radiation is necessary. For this densely ionizing radiation, little is known concerning the cellular response cascades.