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Die Strahlungsbelastung der Mondlandungen

In jedem Aufsatz in dieser Reihe will ich ein Argument der sogenannten "Moon Hoaxer", Anhänger der Theorie die Mondlandung während des Apollo-Programms wäre im Studio gedreht worden, entkräften, bzw. die mangelnde Sachkenntnis der Verschwörungstheoretiker bloßstellen. Dabei will ich mich auf die beschränken die auch ein bisschen Erklärung oder Rechnungen brauchen und nicht einfache Klassiker wie die fehlenden Sterne die man mit ein, zwei Sätzen erklären kann. Heute geht es um die Strahlenbelastung der Astronauten.

Behauptung:

Die Strahlenbelastung durch die Astronauten hat prinzipiell zwei Aspekte. Das eine ist die, das die Astronauten auf dem Weg zum Mond den Van-Allen Strahlungsgürtel durchqueren müssen. Hier ist eine der Behauptungen, dass die Strahlung so hoch sei, dass sie tödlich wäre. Ein amerikanischer Kritiker sprach sogar davon, dass die Astronauten "gegrillt" würden.

Passieren die Astronauten dann den Van Allen Gürtel, so befinden sie sich außerhalb des Erdmagnetfeldes und sind dem Sonnenwind, einem stetigen Strom von Protonen und Heliumkernen der Sonne ausgesetzt. Hier ist die Behauptung, dass die Astronauten auf der Mondoberfläche, nur geschützt durch ihre Raumanzüge daran sterben würden.

Recherche

Eine Grundregel bei dem Nachrechnen von Behauptungen der Mondlandungsverschwörer ist es, niemals die Zahlen eines Moon Hoaxer zu übernehmen, da sie in der überwiegenden Zahl der Fälle nicht stimmen, zudem recherchieren diese nur nachlässig und übernehmen gerne die veröffentlichten Zahlen anderer Mondlandungskritiker ohne diese zu überprüfen.

Bei diesem Aspekt der Mission ist es besonders schwierig, weil das Thema Strahlung ein zeitlich variables ist und es viele Parameter gibt die man technisch bestimmen kann, aber nicht so einfach berechnen, wie z.B. die Dosis hinter einem Raumanzug oder der Wand eines Raumschiffs. Doch fangen wir mit den Grundlagen an.

Die Erde wird laufend von Strahlen bombardiert. Sie haben verschiedene Quellen. Die primäre Hauptquelle ist die Sonne. Sie fusioniert Wasserstoff zu Helium und gibt dabei einen stetigen Strom der Kerne dieser beiden Atomen sowie die Elektronen ab, damit das Plasma elektrisch neutral bleibt. Der Sonnenwind besteht also aus Protonen, Alphateilchen (zwei Protonen und zwei Neutronen) und Elektronen.

Der Sonnenwind hat eine schützende Funktion denn er verhindert das Eindringen anderer Teilchen die zuerst bis sie auf der Erde ankommen mit den Teilchen des Sonnenwindes zusammenstoßen und so Energie verlieren. Die meisten Teilchen der kosmischen Strahlung werden so stark abgebremst.

Die nicht von der Sonne stammende Strahlung besteht aus galaktischer und extragalaktischer Strahlung. Aus unserer Galaxis stammt die Strahlung z.B. aus der bei der Explosion eines Sterns. Diese Strahlung ist viel energiereicher als die Sonnenstrahlung, enthält auch schwere Kerne und das Magnetfeld der Erde kann sie kaum ablenken. Die Supernova in der Magellanschen Wolke, einer Schwestergalaxie wurde zuerst von Teilchendetektoren nachgewiesen, bevor sie visuell beobachtet wurde. Extragalaktische Ereignisse sind sehr selten, damit Strahlung bei uns noch in nennenswerter Menge ankommt muss das Ereignis sehr viel Energie freisetzen, wie die Fusion von großen schwarzen Löchern in Galaxienkernen. Die Strahlung ist sehr durchdringend, aber die Teilchendichte ist auch sehr gering. Eine Supernova als Hauptquelle der galaktischen Strahlung ereignet sich alle 100 Jahre, galaktische Ereignisse die wirklich große Strahlenmengen freisetzen sind noch seltener und werden als Kandidaten für einige Epochenschnitte gehandelt bei denen Arten ausstarben. So wurde das Ausstreben am Ende des Ordovizium auf die Bildung einer Hypernova mit einem Gammastrahlenausbruch in weniger als 3000 Lichtjahren Entfernung zurückgeführt. Beweise gibt es aber für diese Hypothese noch keine.

SonnensturmFür die Betrachtung der Gefahr durch die Strahlung konzentriert man sich daher auf den Sonnenwind. Dieser hat zum einen einen konstanten Anteil, der nur wenig fluktuiert. Bedingt dadurch dass die Sonne aber ein Magnetfeld hat und differentiell rotiert (der Äquator schneller als die höheren breiten) werden auf der Sonne Magnetfeldlinien verdrillt und diese können Materie mitreisen. Diese als Coronala Masse Auswürfe (CME) bekannten Phänomene emittieren dann über kurze Zeit viel mehr Materie als sonst und sie ist auch noch schneller unterwegs (bis zu 2000 km/h, normal sind beim Sonnenwind 300-600 m/s) und so energiereicher. Das Bild zeigt einen solchen Auswurf am 31.8.2012.

Heute überwacht man die Sonne mit Satelliten. Die CME sind assoziiert mit einer Riehe von beobachtbaren Phänomenen auf der Sonne wir Protuberanzen und Flares. Da die Magnetfeldlinien an der Oberfläche den Materietransport verhindern und diese so abkühlen ist ein grobes Maß für die Gesamtaktivität der Sonne die Zahl der Sonnenflecken. Sie schwankt in einem 11-Jährigen Rhythmus. Satelliten machen zum einen Beobachtungen im Visuellen, dreht sich ein Flare z.B. in Richtung Erde so kann man warnen. Selbst bei höchster Geschwindigkeit brauchen die Teilchen noch knapp einen Tag um die Erde zu erreichen. Betroffen von solchen Sonnenstürmen sind nicht nur Satelliten, die ausfallen können, sondern auch Regionen nahe des Nordpols, wo die Teilchen tiefer in die Atmosphären gelangen. Sie können so Stromnetze schädigen. Daneben gibt es Satelliten in der Verbindunglinie Sonne-Erde die 1,5 Millionen km näher an der Sonne sind. Detektieren ihre Teilchendetektoren eine CME die auf die Erde zurast so schlagen sie Alarm. Die Vorwarnzeit beträgt dann aber nur noch etwa eine viertel bis halbe Stunde. Die CME sind räumlich begrenzt, anders als der Sonnenwind. Wir können einen Flare beobachten, aber wenn sein Auswurf ist nicht auf die Erde gerichtet und wir sind nicht betroffen umgekehrt kann uns ein CME erreichen, der freigesetzt wurde als der Flare noch für uns nicht beobachtbar am Sonnenrand war, da selbst bei schnellen Flares die Ausbrüche zwei Tage bis zur Erde brauchen.

1969 zur Zeit der Mondlandungen war die Vorhersagetechnik für solche Ereignisse noch in den Kinderschuhen. Der Sonnenwind war zwar schon früher postuliert worden, aber erst 1961 von der Raumsonde Mariner 1 nachgewiesen worden. Die NASA hatte einige Kleinsatelliten zur Untersuchung und Vorwarnung die Interplanetar Magnetc Explorers (IMP) gestartet. Sie konnten aber nicht vorwarnen sondern nur eine Gefahr bestimmen. In den Notfallplänen hätte man dann die Mission entweder vor der Landung abbrechen müssen oder wenn die Astronauten auf dem Mond gelandet sind sollten sie im Lunar Module bleiben bis der Sturm vorüber ist. Ein Sonnensturm dauet normalerweise nur einige Stunden.

Der Schutz vor Strahlung

Auf dem Erdboden sind wir recht gut vor Strahlung geschützt. Die Hauptschutzschicht ist unsere Atmosphäre. Unsere Atmosphäre hat am Boden einen Druck von 100.000 N pro qm². Würde man diesen Druck durch eine Wassersäule erzeugen so wäre dies eine 10 m dicke Schicht. Die Abschirmleistung unserer Atmosphäre entspricht also in etwa einem Schutzschild von 10 m Wasser. "In etwa", weil es natürlich eine Eisschicht mit anderer Zusammensetzung und Ausdehnung ist. Die wenigsten Teilchen erreichen die Erdoberfläche. Die meisten treffen auf Teilchen der Atmosphäre ionisieren diese und verlieren an Energie. Es entsteht ein Strom von Sekundärteilchen, die in größerer Höhe z.B. auf Bergen oder in Ballonexperimenten auch nachweisbar sind. Diese haben zum einen oft nur eine kurze Lebenszeit wie Myonen, zum andern prallen auch sie auf die Atmosphäre und werden so abgebremst. Die Strahlenbelastung steigt so an, wenn man sich von der Erdoberfläche entfernt z.B. beim Flug in einem Passagierflugzeug in 11-12 km Höhe. Die Erdatmosphäre ist auch unser wirksamster Schutz vor energiereicher nicht ionisierender Strahlung wie Gamma- und Röntgenstrahlung sie kann die Atmosphäre nicht passieren, aber den Strahlungsgürtel der Erde. Passieren kann nur die ans Licht angrenzende UV-Strahlung, die energiereichere UV-Strahlung wird von der Ozonschicht absorbiert.

Der zweite Schutz vor der Strahlung ist unser Magnetfeld. Die kosmische Strahlung von der wir hier reden, besteht aus geladenen Teilchen. Nicht geladene Strahlung wie Röntgen- und Gammastrahlung wird weder vom Sonnenwind, noch vom Magnetfeld beeinflusst. Sie wird nur durch Materie abgeschwächt. Sie ist aber auch kalkulierbarer, da die Hauptquelle die Sonne ist und ihre Abgabe an Röntgenstrahlung ist weitestgehend konstant. Geladene Teilchen folgen aber den Magnetfeldlinien. Sie werden so von unserem Magnetfeld abgelenkt und treten entlang den Magnetfeldlinien an den Polen auf die Erdatmosphäre. Dort verursachen sie die Aurora, das Polarlicht.

Schon vor dem Weltraumzeitalter wurde aber postuliert, dass entlang der Pole die Teilchen aber auch vom Erdmagnetfeld eingefangen werden können. Sie wären dann in einem Strahlungsgürtel gefangen, in dem sie die Erde umrunden bis sie einmal in Polnähe wieder auf die Erdatmosphäre treffen. Dieser postulierte Gürtel wurde von Explorer 1 zuerst indirekt beobachtet (die Strahlenmeßgeräte maßen bei Erreichen des Gürtels gar nichts mehr, weil sie übersättigt waren) und dann mit späteren Satelliten und nicht so empfindlichen Detektoren nachgewiesen.

Der Van Allen Gürtel erstreckt sich am stärksten am Äquator bis hinaus in einen Breitengrad von 65 Grad. Nördlich oder südlich davon schützt uns vor allem die Atmosphäre. Der Aufbau unterscheidet sich zwischen Elektronen und Protonen. Die Elektronen befinden sich in zwei enger begrenzten Gürteln in 3000 bis 6000 km und bei 25.000 km Höhe. Protonen sind über einen größeren Bereich verteilt, aber näher der Erde zwischen 1000 und 6000 km Höhe. Die Ausdehnung ist je nach Sonnenaktivität variabel und kann sich bis auf 65.000 km von der Erde entfernt erstrecken.

Unser Magnetfeld erstreckt sich weit in den Raum und bildet die Magnetosphäre. Sie erstreckt sich in Sonnenrichtung bis 10 Erdradien (64.000 km Entfernung) und beginnt mit dem Bugschock, der Grenze an der der Sonnenwind auf das Magnetfeld trifft und es zusammendrückt und dabei abgebremst wird. Auf der anderen Seite läuft das Magnetfeld in einer langen Fahne aus, die noch in 200 Erdradien (1,2 Millionen km) Entfernung nachweisbar ist. In dieser Region ist man genauso vor dem Sonnenwind geschützt wie auf der anderen Seite der Sonne.

Die Strahlenbelastung

Wie schon erwähnt gibt es zwei primäre Quellen für die Strahlenbelastung. Das eine sind die durchquerten Van Allen Gürtel, das zweite der Aufenthalt am Mond.

Eine Grundbehauptung, der Van Allen Gürtel wäre tödlich für Menschen, auch bei nur kurzer Passage erscheint schon nach kurzer Recherche unglaubwürdig. Schließlich gibt es auch Satelliten die den Van Allen Gürtel durchqueren. Zuerst natürlich Satelliten die diesen Gürtel erforschen. Die ESA Cluster Satelliten wurden im Jahr 2000 gestartet und arbeiten 2016 immer noch. Ihre Bahn zwischen 19.000 und 119.000 km führt sie alle zweieinhalb Tage durch den äußeren Van Allen Gürtel. Das bedeutet es gab schon 2300 Passsagen und sie leben noch immer.

Russland betrieb lange Zeit das Molnija Nachrichtensystem, bei dem die Satelliten eine Umlaufbahn zwischen 600 und 40.000 km, später 66.000 km einnahmen. Bei dieser Umlaufbahn passiert ein Satellit vier bzw. zweimal pro Tag beide Van allen Gürtel. Die Satelliten arbeiteten über mehrere Jahre.

Der wohl beste Nachweis ist der Hipparcos Satellit. der Satellit zur Vermessung von Sternpositionen strandete in einem GTO-Orbit da sein Apogäumsmotor versagte. Bedingt durch den Start von Korou aus durchquert er dabei den polaren Teil des Van Allen Gürtels inklusive der Südtalantikanomalie die besonders hohe Strahlenlastungen aufweist und dies zweieinhalb Mal pro Tag. Der Satellit arbeitete fast genau vier Jahre, in denen er den Van Allen Gürtel über 7000-mal durchquerte. Dann fiel er tatsächlich durch Elektronikschäden aus. Damit gibt es einen Fall an dem man die durchschnittliche Strahlungsbelastung wirklich berechnen kann.

Satellitenelektronik wird meist auf eine Maxmaldosis von 200 krad ausgelegt. 15 Jahre im GEO-Orbit, da sollte Hipparcos eigentlich hin, entsprechen20-30 krad. Für einen Menschen sind 5-10 krad tödlich. Hippacos bekam eine Dosis ab, die 5-10 mal höher war  Das sind also bis zu 300 krad. Das ist zwar die 60-fache Dosis die einen Menschen tötet, aber pro Durchflug nur 1/120 stel der tödlichen Dosis.

Vor allem gilt diese Betrachtung für einen Satelliten. Diese haben nur eine dünne Hülle aus Aluminium. Die bemannten Raumkapseln bestehen dagegen aus einer dicken Hülle, die die Atmosphäre innen halten muss und auch den Belastungen beim Wiedereintritt standhält. Eine Apollokapsel wog etwa 5,5 t bei einer Gesamtoberfläche  von etwa 26 m². Von dieser Masse entfielen 1367 kg auf die Struktur. Das ist ein Flächengewicht von 52,6 kg/m². Das entspricht der Abschirmleistung von 19 mm Aluminium. die angegebenen Dosen werden aber nach 3 mm Aluminium bestimmt. Das bedeutet das diese geringe Dosis noch deutlich abgeschwächt bei der Besatzung ankommt.

Um das Risiko zu beurteilen müsste man die konkreten Daten eines Durchflugs haben. Das gestaltet sich wegen der starken Variabilität aber schwierig. Die Wikipedia nennt als Extremwert hinter 3 mm Aluminium im inneren Gürtel bis zu 200 mS/h und 50 mS/h im äußeren Kernbereich. Diese extremen werte kommen bei einem Strahlungsaufbruch der Sonne vor der auf die Erde gerichtet ist. Dann wirken die Strahlengürtel wie Staubsauger die alle Partikel die auf das Magnetfeld der Erde kommen einsammeln. Normal sind dagegen 0,7 bis 1,5 mS im van Allen Gürtel und 400-500 mS/Jahr im LEO und 200 ms/Jahr oberhalb der Gürtel im interplanetaren Raum. Beide Werte gelten für die ruhige Sonne. Hier die Werte mal auf eine gemeinsame Zeitbasis bezogen:

Ort Dosis/Tag
LEO 1,1-1,37 mS
Interplanetar 0,55 mS
Van Allen Gürtel Durchschnitt 0,7 bis 1,5 mS
Innerer Kernbereich Maximalwert 4800 mS
Äußerer Kernbereich 1200 mS

Zuerst muss man diese Werte hinter 3 mm Aluminium auf die Abschirmung der Kapsel herunterrechnen. Hier kann man sich an der Abschirmung der Jupitersonde Juno orientieren:

Ort Dosis Gesamtmission
Oberfläche 100 MRad
Solarzellen unter 0,3 mm Zinkoxid 11 MRad
Gehäuse hinter 1,524 mm Aluminium 0,6 MRad
Elektronik hinter 1 cm Titan 0,025 MRad
Äußerer Kernbereich 1200 mS
Abschirmung StrahlungDie Abbildung hier zeigt die Abnahme der Strahlung (Blau: Elektronen, Rot Bremsstrahlung) hinter unterschiedlicher Dichte. Die Bremsstrahlung entsteht erst im Material wenn die Teilchen abgebremst werden. Die Abbildung zeigt das die Strahlenbelastung durch Elektronen quadratisch zur Dichte der Abschirmung abnimmt: 10 mm Aluminium schirmen 10² = 100-mal besser ab als 1 mm Aluminium. Bei der Bremsstrahlung ist der Zusammenhang linear. Allerdings ist die Gesamtdosis kleiner, Bei 10 mm Aluminium ist aber die Belastung durch Elektronen so weit abgesunken, das die Bremsstrahlung dominiert.

Für die folgende Berechnung treffe ich folgende Annahmen:

Zuerst ist zu berechnen wie lange Apollo brauchte um die beiden Gürtel zu durchqueren. Das mathematische Grundgerüst findet man bei dieser Seite in den Gleichungen 4.66 bis 4,71. Uns interessiert die Time of Flight in Gleichung 4,71 doch für die Eingangsgrößen brauchen wir noch die anderen Gleichungen. Dieselbe Webseite hat hier eine Berechnung der Apollo 11 Bahn gemacht mit folgendem Ergebnis:

(Rp/r) = (-C + SQRT[ C2 - 4 × (1 - C) × -cos2(7.367) ] ) / (2 × (1 - C)) = 0.9833646 
Rp = 0.9833646 × 6,711,964 = 6,600,308 m

(Ra/r) = (-C - SQRT[ C2 - 4 × (1 - C) × -cos2(7.367) ] ) / (2 × (1 - C)) = 84.39725 
Ra = 84.39725 × 6,711,964 = 566,471,300 m

e = SQRT[ (6,711,964 × 10,834.32 / 3.986005E+14 - 1)2 × cos2(7.367) + sin2(7.367) ] = 0.976965

n = arctan[ (6,711,964 × 10,834.32 / 3.986005E+14) × cos(7.367) × sin(7.367) / ( (6,711,964 × 10,834.32 / 3.986005E+14) × cos2(7.367) - 1 ) ] = 14.9087o

Setzen wir nun die Entfernungen der Gürtel (vom Erdmittelpunkt aus gemessen, 6378.000 m addieren, die 6600 km entsprechen also 222 km über der Oberfläche) für Rb in Gleichung 4.67 so können wir die wahre Anomaly den Winkel in der Bahn bis zu diesem Punkt berechnen. Damit können wir die exzentrische Anomaly nach Gleichung 4.70 berechnen und daraus nach Gleichung 4,71 dann die Flugzeit seit Perigäumsdurchlauf = Zündung des Antriebs.. Ich habe dies einmal mit einem Programm gemacht, weil es doch etwas langwierig ist und komme auf folgende Daten:

Ort Dosis Gesamtmission
Vom Perigäum bis 3000 km 14 Min 59 s
Vom Perigäum bis 6000 km 24 Min 31 s
Differenz: Aufenthaltsdauer im inneren Gürtel: 9 Min 32 s
Vom Perigäum bis 13000 km 46 Min 35 s
Vom Perigäum bis 60.000 km 4 h 12 Min 19
Differenz: Aufenthalt im äußeren Gürtel 205 Min 44 s

Mit der mittleren Dosis von 100 mS/h für den Inneren Van-Allen-Gürtel und 25 mS/h für den äußeren Gürtel errechnet sich so eine Gesamtdosis von 100 * (9*60+32)/3600 = 15,9 mS im inneren und 25 * (205*60+44)/3600 = 85,7 mS im äußeren Gürtel. Zusammen sind das 101,6 mS

Die Wirkung der Abschirmung

Wir haben gesehen dass 19 mm Aluminium die Strahlung um den Faktor 24 abschwächt. Das wären dann also noch 4,23 mS (101,6 / 24). Man muss diese Dosis nochmals verdoppeln, da man auch beim Rückweg den Van Allen Gürtel durchquert. Für diese Bahn fand ich leider keine Daten um sie genau zu berechnen. Das ist dann eine Gesamtdosis von 8,46 mS im Raumfahreug.

 Schauen wir uns zur Risikobewertung an, was man woanders kurzzeitig aufnehmen darf. Der österreichische Feuerwehrverband hat folgende Richtlinien erlassen:

15 mS im normalen Einsatz

100 mS bei Lebensrettung (einmal pro Jahr)

250 mS im Katastrophenfall (einmal im Leben)

Das bedeutet: der Flug war nicht riskanter als das was man einem Feuerwehrmann bei einem normalen Einsatz zumuten darf. Tödlich sind beim Menschen 3 bis 4,5 Gray, dies entspricht 3 - 4,5 Sievert (nicht Millisievert) bei den Elektronen (Sievert ist eine gewichtete Größe die den Einfluss auf den Menschen berücksichtigt, der Wichtungsfaktor ist bei den Elektronen als Hauptquelle (Protonen werden schon durch Folien aufgehalten) jedoch 1. Das bedeutet dass die Astronauten in etwa 1/400 - 1/500 der tödlichen Dosis erhalten haben und dies ist sicher eine deutliche Strahlungsexposition, aber nicht tödlich.. Die mittlere Jahresdosis beträgt in Deutschland 4 mS. Nach den Vorschriften für Arbeitsplätze dürfen Beschäftigte dauerhaft bis zu 20 mS/Jahr aufnehmen, bis zu 50 mS in einem Jahr.

Risiko Sonne

Ich halte die Gesamtbelastung durch die Mission selbst für höher. Daher eine Gegenrechnung:

Eine Apollomission dauerte bei Apollo 17 als er letzten 12 Tage 13 Stunden, davon waren zwei Astronauten 3 Tage 2 Stunden auf dem Mond. Was zählt (siehe unten) ist aber die Dauer in der Fähre und die etwas länger, weil man diese noch abkoppeln und ankoppeln musste. Ich nehme mal 4 Tage an.

Nach diesem Nasa Dokument betrug die Dicke der Wand des oberen Decks des Lunar Moduls 0,02 Zoll = 0,51 mm. Da sind selbst die Raumanzüge noch besser abschirmend, die haben eine Dicke von 4,76 mm. Rechnet man beides zusammen kommt man auf 5 mm Abschirmung.  Dies dürfte die Dosis gegenüber dem Standardwert von 3 mm um den Faktor 2-3 reduzieren. Ich nehme einmal 2 an.

Die mittlere Dosis im Weltraum beträgt nach erster Tabelle 0,55 mS/Tag. Für die 8 Tage 13 Stunden  in dem Raumfahrzeug mit Abschirmungsfaktor 24 nehmen die Astronauten so 0,2 mS auf. In den 4 Tagen in der Mondfähre mit Abschirmungsfaktor 2 dagegen 1,1 mS. Das ist ein Achtel der Maximaldosis die man unter Extremumständen im Van Allen Gürtel aufnimmt (die durchschnittliche Dosis siehe obige Tabelle liegt um den Faktor 1000 niedriger). Herrschte im Van Allen Gürtel also nicht gerade eine hohe Konzentration an Teilchen so nahmen die Astronauten während ihres Mondaufenthaltes viel mehr auf.

Die Zeit auf dem Mond ist eigentlich die riskanteste. Es gibt wie erwähnt Sonnenstürme, bei denen die Strahlenbelastung sehr viel höher sein kann. Nach heutiger Erkenntnis sollte dann kein Astronaut die Raumstation ISS verlassen. Es kam bei früheren Ereignissen auch zum Ausfällen von Satelliten, die wesentlich toleranter gegenüber Strahlung sind als Menschen. Heute gibt es eigene Raumsonden zur Überwachung wie WIND, ACE oder DSCOVR. In den Sechziger Jahren konnten die Vorläufer der Serien Interplanetary Magnetic Explorer (IMP) die Strahlung zwar messen aber nicht vorherhersagen. Ein Sonnensturm (Coronaler Massenaufswurf, CME) dauert in der Regel nur wenige Minuten. Als Notplan sollten die Astronauten wenn ein IMP einen Sturm misst in der Mondlandefähre bleiben bis er abflaut.

Man wusste damals das man die Astronauten dagegen nicht schützen kann. Worauf man baute war Glück: Zum einen fanden die Missionen zwischen Mitte 1969 und Ende 1972 statt, zwischen zwei Maxima der Sonnenaktiviität die 11 Jahre auseinander liegen. Da war das Maximum vom November 1968 schon vorbei und dieses war mit einen Sonnenfleckenzahl von 100 auch kein besonders starkes. Die Sonnenflecken kann man zählen und das macht man seit 1710 und das Maximum lag in den letzten 300 Jahren (rund 28 Zyklen) zwischen 49 und 201. Zum zweiten gibt es selbst bei einem aktiven Jahr nur wenige CME pro Jahr. Die Raumsonde Wind bestimmte im Jahr 2007 genau acht Ereignisse. Jedes dauerte keine Stunde, da entschloss sich wohl die NASA das Risiko einzugehen.

Noch ein Wort zum "Grillen"

Wie wenig Ahnung die Vertreter der Moon Hoaxer Theorie haben zeigt sich an der Behauptung die Astronauten wären bei Passage des Van Allen Gürtels "gegrillt" worden. Bei den Strahlenangaben sind ja Einheiten angegeben. Beim Gray und Sievert ist es eine Energiemenge von 1 J / kg Masse.

Unser Körper produziert auch Wärme. Diese wird in der Ernährungslehre im Grundumsatz angegeben und beträgt 4,2 kJ / kg. Man beachte: 4,2 Kj nicht J. Das sind 1000 mal mehr. Nehmen wir mal an die obigen 100 ms/h im inneren Gürtel wären ohne Strahlenschutz auf einen Astronauten eingeströmt. Einen Anzug der die Dosis um den Faktor 2 reduziert muss er natürlich tragen, sonst erstickt er und die Strahlungsdosis ist ohne Belang. Die 50 mS entsprechen dann 0,05 J/kg. Der menschliche Körper gibt aber 4200 J/kg im selben Zeitraum ab. Das ist nur eine zusätzliche Energiemenge von .0019 %.

In Jupiters Umgebung ist der Strahlengürtel noch größer, dort könnten Astronauten in den heutigen Raumfahrzeugen nicht lange überleben (sie nehmen nach etwa 1 Woche bei der obigen Abschirmung eine tödliche Dosis in der Kommandokapsel auf, wenn man die Strahlenbelastung der Raumsonde Juno als Vergleich nimmt). Doch selbst hier entspricht die von einem Astronauten ohne Schutzanzug aufgenommene Dosis nur 40% der Wärme die er selbst produziert. Unangenehm wird das trotz, vor allem weil er ohne Raumanzug erstickt ....


Bücher vom Autor

Es gibt von mir vier Bücher zum Thema bemannte Raumfahrt. Alle Bücher beschäftigen vor allem mit der Technik, die Missionen kommen nicht zu kurz, stehen aber nicht wie bei anderen Büchern über bemannte Raumfahrt im Vordergrund.

Mein erstes Buch, Das Gemini Programm: Technik und Geschichte gibt es mittlerweile in der dritten, erweiterten Auflage. "erweitert" bezieht sich auf die erste Auflage die nur 68 Seiten stark war. Trotzdem ist mit 144 Seiten die dritte Auflage immer noch kompakt. Sie enthält trotzdem das wichtigste über das Programm, eine Kurzbeschreibung aller Missionen und einen Ausblick auf die Pläne mit Gemini Raumschiffen den Mond zu umrunden und für eine militärische Nutzung im Rahmen des "Blue Gemini" und MOL Programms. Es ist für alle zu empfehlen die sich kurz und kompakt über dieses heute weitgehend verdrängte Programm informieren wollen.

Mein zweites Buch, Das ATV und die Versorgung der ISS: Die Versorgungssysteme der Raumstation , das ebenfalls in einer aktualisierten und erweiterten Auflage erschienen ist, beschäftigt sich mit einem sehr speziellen Thema: Der Versorgung des Raumstation, besonders mit dem europäischen Beitrag dem ATV. Dieser Transporter ist nicht nur das größte jemals in Europa gebaute Raumschiff (und der leistungsfähigste Versorger der ISS), es ist auch ein technisch anspruchsvolles und das vielseitigste Transportfahrzeug. Darüber hinaus werden die anderen Versorgungsschiffe (Space Shuttle/MPLM, Sojus, Progress, HTV, Cygnus und Dragon besprochen. Die erfolgreiche Mission des ersten ATV wird nochmals lebendig und ein Ausblick auf die folgenden wird gegeben. Den Abschluss bildet ein Kapitel über Ausbaupläne und Möglichkeiten des Raumfrachters bis hin zu einem eigenständigen Zugang zum Weltraum. Die dritte und finale Auflage enthält nun die Details aller Flüge der fünf gestarteten ATV

Das Buch Die ISS: Geschichte und Technik der Internationalen Raumstation ist eine kompakte Einführung in die ISS. Es wird sowohl die Geschichte der Raumstation wie auch die einzelnen Module besprochen. Wie der Titel verrät liegt das Hauptaugenmerk auf der Technik. Die Funktion jedes Moduls wird erläutert. Zahlreiche Tabellen nehmen die technischen Daten auf. Besonderes Augenmerk liegt auf den Problemen bei den Aufbau der ISS. Den ausufernden Kosten, den Folgen der Columbia Katastrophe und der Einstellungsbeschluss unter der Präsidentschaft von George W. Bush. Angerissen werden die vorhandenen und geplanten Transportsysteme und die Forschung an Bord der Station.

Durch die Beschränkung auf den Technischen und geschichtlichen Aspekt ist ein Buch entstanden, das kompakt und trotzdem kompetent über die ISS informiert und einen preiswerten Einstieg in die Materie. Zusammen mit dem Buch über das ATV gewinnt der Leser einen guten Überblick über die heutige Situation der ISS vor allem im Hinblick auf die noch offene Versorgungsproblematik.

Die zweite Auflage ist rund 80 Seiten dicker als die erste und enthält eine kurze Geschichte der Raumstationen, die wesentlichen Ereignisse von 2010 bis 2015, eine eingehendere Diskussion über die Forschung und Sinn und Zweck der Raumstation sowie ein ausführliches Kapitel über die Versorgungsraumschiffe zusätzlich.

Das bisher letzte Buch Skylab: Amerikas einzige Raumstation ist mein bisher umfangreichstes im Themenbereich bemannte Raumfahrt. Die Raumstation wurde als einziges vieler ambitioniertes Apollonachfolgeprojekte umgesetzt. Beschrieben wird im Detail ihre Projektgeschichte, den Aufbau der Module und die durchgeführten Experimente. Die Missionen und die Dramatik der Rettung werden nochmals lebendig, genauso wie die Bemühungen die Raumstation Ende der siebziger Jahre vor dem Verglühen zu bewahren und die Bestrebungen sie nicht über Land niedergehen zu lasen. Abgerundet wird das Buch mit den Plänen für das zweite Flugexemplar Skylab B und ein Vergleich mit der Architektur der ISS.  Es ist mein umfangreichstes Buch zum Thema bemannte Raumfahrt. Im Mai 2016 erschien es nach Auslaufen des Erstvertrages neu, der Inhalt ist derselbe (es gab seitdem keine neuen Erkenntnisse über die Station), aber es ist durch gesunkene Druckkosten 5 Euro billiger.

Mehr über diese und andere Bücher von mir zum Thema Raumfahrt finden sie auf der Website Raumfahrtbücher.de. Dort werden sie auch über Neuerscheinungen informiert


© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
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