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Kristalle im Körper

Wie die Mess-Dummys funktionieren

Die Phantome Helga und Zohar sind in ihrem Innern möglichst naturgetreu ausgestaltet: Sie enthalten nachgebildete Organe samt den weiblichen Fortpflanzungsorganen und Brüsten. Die Vorbereitung der beiden „Astronautinnen“ für ihre Mission wird eine penible Geduldsarbeit: Jede der 38 Scheiben hat im Inneren Aussparungen, in die DLR-Wissenschaftler kleine Kristalle gelegt haben. Diese können die Strahlung speichern.

Dummy
Die Sensoren der Mess-Dummys sitzen vor allem im Inneren. © MARE/ DLR

Messung in den „Organen“

1.400 Sensorplätze sind zu befüllen, insgesamt 5.600 Kristalle müssen Stück für Stück mit der Pinzette vorsichtig an den richtigen Platz gelegt und dokumentiert werden. Jeder einzelne dieser passiven Detektoren wird dann vom Beginn der Mission an bis zur Rückkehr zur Erde kontinuierlich die Strahlung aufnehmen. Mit dem Auslesen der Kristalle entsteht so ein dreidimensionales Abbild des menschlichen Körpers. Es zeigt, wie hoch die Strahlenbelastung während eines Mondfluges insgesamt auf Knochen und Organe an unterschiedlichen Stellen ist.

Hinzu kommen 16 aktive Detektoren. Sie erfassen nicht nur die Gesamtmenge der Strahlung über die komplette Mission, sondern messen auch die aktuelle Strahlenbelastung zu den jeweils bestimmten Zeitpunkten. So können die Wissenschaftler nachvollziehen, unter welchen Bedingungen und in welchen Phasen der Mission welche Strahlenbelastung auf die Körperteile einwirkt. Angebracht werden die Messgeräte in den empfindlichsten Organen, also Lunge, Magen, Uterus und unter anderem am Rückenmark der Phantome.

Spätestens bei diesen Detektoren ist Ingenieurkunst gefragt: Die aktiven Detektoren werden über Batterien mit Strom versorgt – und dieser darf während der gesamten Missionsdauer nicht ausfallen, denn die Strahlenbiologen haben keine Möglichkeit, die Messgeräte vom Boden aus zu kommandieren. Beschleunigungsmesser innerhalb des Geräts sorgen dafür, dass sich die Detektoren mit dem Start einschalten.

Im Himmel waren sie schon

Erfolgreiche Tests unter realistischen Bedingungen konnten die Wissenschaftler bereits auf den beiden vergangenen MAPHEUS-Flügen, einem DLR-Forschungsprogramm mit Höhenforschungsraketen, durchführen. Auch bei einem Mitflug auf einer Ballon-Kampagne der NASA über dem Südpol stellten die Forscher die Detektoren zur Strahlungsmessung auf die Probe.

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Zwölf Tage vor dem Starttermin der Artemis-Mission müssen die beiden Phantome an die NASA übergeben werden – danach haben die Wissenschaftler erst wieder Zugriff auf ihr Experiment, nachdem es in der Orion-Kapsel an Fallschirmen sicher im Pazifik gelandet ist und geborgen wurde. „Je nach Starttermin und Orbit kann die Mission zwischen 25 und 42 Tage dauern – und so lange müssen unsere Batterien die aktiven Detektoren immer wieder aktivieren, am Laufen halten und die Datenspeicherung sicherstellen“, erklärt Berger.

Autorin: Manuela Braun/ DLR-Magazin

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Helga fliegt zum Mond
Wie zwei Astronautinnen-Dummys bei der Artemis-Mission helfen

Jenseits des Schutzschirms
Warum ein Mondflug gefährlich sein kann

Raumfahrt-Pionierinnen
Nach den Männern sind nun die Frauen dran – auch bei den Dummys

Kristalle im Körper
Wie die Mess-Dummys funktionieren

Unendliche Weiten
Helga und Zohars Reise zum Mond

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