Strahlenschutz

Bei solchen Wildexperimenten kommt ein Auswahleffekt hinzu (was Ruhri schon andeutete): man findet nach einer gewissen Zeit nur noch die Überlebenden, die also (warum auch immer) gut durchgekommen sind. Die ggf. schwer erkrankten und verstorbenen Individuen "verschwinden" aus dem Suchraster.
Das ist so ähnlich wie wenn man heute beim Anblick der gothischen Kathedralen sagt: Wow, was die Baumeister damals konnten! ... die ganzen Fehlschläge im Trial&Error der Baumeister sehen wir heute nicht mehr.

Bei solchen Wildexperimenten kommt ein Auswahleffekt hinzu (was Ruhri schon andeutete): man findet nach einer gewissen Zeit nur noch die Überlebenden, die also (warum auch immer) gut durchgekommen sind. Die ggf. schwer erkrankten und verstorbenen Individuen "verschwinden" aus dem Suchraster.

Das ist aber auch nur eine Annahme. Ich halte etwas anderes für wahrscheinlicher. Es ist ganz normal, daß nicht jede befruchtete Eizelle auch zu einer Schwangerschaft führt. Viele werden frühzeitig abgestoßen, wenn sie sich nicht normal entwickeln. Gut möglich, daß die Quote solcher Abbrüche höher ist, aber das hat keine Auswirkungen auf geborenen Nachwuchs.

Für mich ist aber ein anderer Punkt wichtig. Die Theorie, auf der die Risikokalkulationen beruhen, ist ziemlich offensichtlich falsch. Deshalb glaube ich auch nicht an die darauf beruhenden Risikoannahmen.

Was hältst du für "nur eine Annahme"? Das ist ein methodischer Punkt, den die Experimentatoren auf jeden Fall beachten müssen ... bzw. die Auswerter.

Was hältst du für "nur eine Annahme"? Das ist ein methodischer Punkt, den die Experimentatoren auf jeden Fall beachten müssen ... bzw. die Auswerter.

Nur eine Annahme, weil die Forscher dafür keine Beweise gefunden haben.

Ich hab mal etwas im Netz geschmökert. Also materialtechnisch scheint ja ne Menge zu laufen....
Auf meiner Suche nach mehr Informationen hinsichtlich des Strahlenschutzmaterials Demron bin ich auf folgenden Zwischenbericht (wahrscheinlich eines Forschungsprojekts zwischen NASA und der New Mexico Tech University) gestoßen: http://infohost.nmt.edu/~ashok/Radiation.pdf
Kann noch nicht so alt sein, da auf eine Veröffentlichung von 2011 referenziert wird.
Darin wird Demron zwar erwähnt, aber eigentlich handelt der Bericht von einem neuartigen Material mit dem schönen  aber sehr allgemeinen Kürzel MFCM (Multi-Functional Composite Material), welches wohl noch besser als Demron zur Strahlenabschirmung dienen könnte. Etwas nachgegoogelt und ein Dr. Gosh von der New Mexico Tech hat 2011 ein Patent auf das Material zugesprochen bekommen.
Es handelt sich wohl um einen flüssigkeitsgefüllten PU-Schaum mit Kevlaraußenhaut. Zum Gewicht des Materials konnte ich bisher nichts weiter finden. Die Daten sind aber beeindruckend....so wirken 15cm MFCM wie 2cm Blei.
Es scheint allerdings nicht so leicht zu sein, wenn Flüssigkeit drin sein soll...

Ein ähnliches Material (ebenfalls als MFCM bezeichnet) ist in einer Veröffentlichung von 2009 beschrieben: http://www.tms.org/pubs/journals/JOM/0901/sen-0901.html
Darin geht es um einen polyethylenfaserverstärkte Epoxidharzmatrix mit Kohlenstoffschaum und einer Bornitridschutzschicht. Es wird darin übrigens am Rande erwähnt, dass Polyethylen eine höhere Wasserstoffdichte besitzt als Wasser selbst, was letztlich irgendwie erklärt, weshalb Polyethylen bisher in der Raumfahrt (z.B. ISS) zum Strahlenschutz auch schon eingesetzt wurde. Nicht erklären würde es allerdings, weshalb Bigelow dann den Einsatz von Wasserkacheln für seine Deep Space BA330-Module erwägt. Vielleicht einfacheres Handling? Immerhin kann Wasser auf getrenntem Weg in den Orbit gebracht und komfortabel umgeleitet werden, ohne die Startmasse eines BA330-DS zu erhöhen, was zwangsläufig der Fall wäre, würde man diese mit einer dicken PE-Schicht ausstatten.
In Summe wird resümiert, dass das 2009 beschriebene MFCM bei einigen Strahlungsarten besser als Polyethylen abschneidet, bei anderen etwas schlechter, aber Aluminium beträchtlich überlegen ist.....auch was thermischen und mechanischen Schutz angeht....vom Gewichtsvorteil (dreimal leichter als Aluminium) ganz zu schweigen. Weiterhin wird erwähnt, dass das Material bereits für einen 6-monatigen Tests an der ISS befestigt wurde. Wann? Ergebnisse?

Dabei musste ich an den Lunar Reconnaissance Orbiter denken. Dieser hat doch seitens der NASA mehrere Polymerproben zur Charakterisierung der Strahlenschutzeigenschaften mitbekommen....vielleicht ist da ja auch schon das Material aus New Mexico dabei.

Nicht erklären würde es allerdings, weshalb Bigelow dann den Einsatz von Wasserkacheln für seine Deep Space BA330-Module erwägt. Vielleicht einfacheres Handling? Immerhin kann Wasser auf getrenntem Weg in den Orbit gebracht und komfortabel umgeleitet werden, ohne die Startmasse eines BA330-DS zu erhöhen

Zum einen dies, zum anderen braucht man sowieso Wassertanks für die Besatzung. 

Die Strahlenschutzentwicklung ist schon spannend. Wurde aber auch Zeit, daß sich in der Richtung endlich was bewegt.

Die Strahlenschutzentwicklung ist schon spannend. Wurde aber auch Zeit, daß sich in der Richtung endlich was bewegt.

Allerdings. Ich wollte mit dem, was ich oben geschrieben habe, auch nicht ausdrücken, daß wir keinen Strahlenschutz brauchen. Nur daß die Strahlung kein Showstopper ist.

Nur eine Annahme, weil die Forscher dafür keine Beweise gefunden haben.

Bist du dir da ganz sicher? Jeder gute Wildbiologe wird ein Auge darauf halten, wieviele Tiere geschwächt erscheinen und damit Jagdbeute Nummer 1 sind. Du wusstet doch hoffentlich, dass alle Beutegreifer in der Natur nach Möglichkeit die schwächeren Beutetiere angreifen, oder? Wenn also Pferde, Mäuse oder sonstige Tiere durch strahlungsinduzierte Tumore oder Infektionen geschwächt sind, werden Füchse, Wölfe, Greifvögel, Eulen usw. diese bevorzugt attackieren und mit hohem Erfolg aus der freien Wildbahn eliminieren.

Ich frag mich jetzt ernsthaft, was an den Aussagen unklar sein soll. Feldstudien haben z.B. bei Mäusen keine Hinweise auf genetische Schädigungen gefunden, bei geschwächten Populationen wie Wanderschwalben aber sehr wohl.

Du bist echt ein hoffnungsloser Fall! Gut, dass du keiner derjenigen bist, die bei Weltraummissionen für die Riskoabwägung zuständig sind.

Antwort zu Beitrag aus https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4664.msg281576#new

Welche mittel- und unmittelbaren Folgen wären denn bei der 1 Sievert-Belastung zu erwarten?
 (nehmen mal an, es würde die Raumfahrer ein Sonnensturm o.ä. erwischen)
habe da auch nach Recherche nichts weiteres gefunden, als dass dies nur ein großer Wert sei und gefährlich.

Genau hier fangen die Probleme leider an: Erfahrungen hat man hier nur aufgrund von Strahlungsunfällen auf der Erde bekommen. Hier findet sich eine detailiertere Auflistung der Folgen (auf Statistiken beruhend): http://de.wikipedia.org/wiki/Strahlenkrankheit

1 Sievert auf der Stelle abzubekommen, würde bedeuten:

Leichter „Strahlenkater“ mit Kopfschmerzen und erhöhtem Infektionsrisiko. Temporäre Sterilität beim Mann ist möglich.

1-2 Sievert:

10 % Todesfälle nach 30 Tagen (Letale Dosis (LD) 10/30).
Zu den typischen Symptomen zählen – beginnend innerhalb von 3 bis 6 Stunden nach der Bestrahlung, einige Stunden bis zu einem Tag andauernd – leichte bis mittlere Übelkeit (50 % wahrscheinlich bei 2 Sv) mit gelegentlichem Erbrechen. Dem folgt eine Erholungsphase, in der die Symptome abklingen. Leichte Symptome kehren nach 10-14 Tagen zurück. Diese Symptome dauern etwa vier Wochen an und bestehen aus Appetitlosigkeit (50 % wahrscheinlich bei 1,5 Sv), Unwohlsein und Ermüdung (50 % wahrscheinlich bei 2 Sv). Die Genesung von anderen Verletzungen ist beeinträchtigt, und es besteht ein erhöhtes Infektionsrisiko. Temporäre Unfruchtbarkeit beim Mann ist die Regel.

Bei höheren Dosen zeigt der Daumen dann immer schneller nach unten!
Aber.......das gilt nur, wenn man die Strahlung auf einmal aufnimmt. Die etwas unter ein Sievert würden über einen Zeitraum von 582 Tagen aufgenommen werden. Niemand kann aktuell abschätzen, was da genau passieren könnte.....schlicht weil Erfahrungsstudien fehlen. Selbst wenn man in Fukushima die am stärksten betroffenen Anwohner auf wissenschaftlicher Grundlage untersuchen würde, bräuchte man Langzeitstudien und eine sehr breite, ausgewogene Teilnehmeranzahl, um aussagekräftige Statistiken erstellen zu können. Was sagt es denn bitteschön aus, wenn eine achtzigjährige Testperson an Krebs erkrankt und was, wenn eine 40 jährige Testperson an Krebs erkrankt? Alter? genetische Vorbelastung?
Generell habe ich zu dem Thema einmal einen nettes Zitat gelesen:

Ein Mensch kann 100 Tage lang problemlos einen Martini zu sich nehmen und ihm wird es gut gehen, aber 100 Martini in einer Nacht werden ihn töten

Daher denke ich sollte man nicht auf Studien warten, die besagen wieviele Martini man denn nun aushält und was genau bei welcher Menge Martini im Körper passiert, sondern vielmehr an effizienteren Abschirmungsmaßnahmen tüfteln, d.h. verhindern, das man an die Martini rankommt...

Martinis sind da aber nicht unbedingt vergleichbar:

Was ich mal gelesen habe:

Es gibt eine Grenze, unter der der Körper gar nicht mitbekommt, dass ihn die Strahlung schädigt. DNA Reperaturmechanismen werden da noch gar nicht angeschaltet (unter dem detection limit).

Eine gewisse (höhere) Dosis kann also weniger Schaden anrichten als eine sehr geringe über sehr lange Zeiträume.

Wiederholt wurde darauf hingewiesen, dass die Strahlung im All Raumflüge zu einem gefährlichen Unternehmen macht. Strahlung im All ist dabei sowohl Teilchenstrahlung - Alphateilchen, Elektronen - als auch kurzwelliges Licht - UV, Gammastrahlung und Röntgenstrahlung.
Quellen für diese Strahlung sind

- die so genannte kosmische Strahlung von extrasolaren Himmelskörpern. Zum Beispiel Gammastrahlenausbrüche, über deren Ursache noch gerätselt wird.
......

Nun ich hab da eine Erklärung, wenn eine Zivilisation eine Methode entwickelt hat Raumschiffe auf sehr hohe Geschwindigkeiten, vielleicht bis nahe an die Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, wird da nicht nur riesige Mengen an Energie benötigt, sondern ein Antriebsmedium müsste auch Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeiten haben.
Die Geschwindigkeit und die ausgestoßene Antriebsmasse wären ein direkte proportional zur Amplitude und Frequenz der Strahlung.
Also vielleicht ist die kosmische Strahlung nur ein Zeichen dafür, das da draußen viele Leute mit sehr hohen Geschwindigkeiten unterwegs ist.

Es gibt eine Grenze, unter der der Körper gar nicht mitbekommt, dass ihn die Strahlung schädigt. DNA Reperaturmechanismen werden da noch gar nicht angeschaltet (unter dem detection limit).

Es gibt hier wie gesagt die hochinteressante (zugegebenermaßen kontroverse) Annahme, dass eine Strahlungs-Hormesis existiert, d.h. dass bereits die natürliche Strahlungsumgebung unsere Zellreparaturmechanismen steuert, ja sogar notwendig ist und diese nicht erst durch eine Überdosis aktiviert werden.
Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_hormesis
Das ganze ist so kontrovers, dass sogar wiederholt international vorgeschlagen wurde, ein eigenes Ultra-Low-Level Radiation Laboratorium zu gründen, um dem Ganzen unter kontrollierbaren Bedingungen ein für allemal auf den Grund zu gehen.
Sollte es sich bewahrheiten, wäre also bereits die natürliche Strahlungsumgebung auf der Erde imstande, unsere Zellreparaturmechanismen zu triggern und es gäbe keine wie von dir beschriebene gefährlich minimale Dosis. Global werden wir zumindest im Durchschnitt von 2,4 Millisievert im Jahr aus natürlichen Quellen (radioktive Elemente, etc.) bestrahlt und in dieser Umgebung haben wir schließlich unsere normale Lebenserwartung. Eine noch geringere Dosis würden wir im Weltraum sicherlich kaum antreffen.
Bis Ergebnisse vorliegen, sollte man jedoch natürlich vom Gegenteil ausgehen.

Total heftig in diesem Zusammenhang:
In Ramsar (Iran) bekommen die ca. 3000 Einwohner eines bestimmten Gebietes aufgrund von ²²⁶Radon in heißen Schwefelquellen pro Jahr durchschnittlich 6 Millisievert ab, mit lokalen Ausreißern bis zu 130 Millisievert pro Jahr (je nach Informationsquelle sogar 200mS/Jahr).
Quelle: http://cricket.biol.sc.edu/papers/natural/Hendry%20et%20al%202009.pdf.
Dort hat man eine statistisch erhöhte krebsbedingte Sterblichkeit nur bei Frauen von 1,1% feststellen können, deren Aussagekraft jedoch aufgrund der geringen Studienzeit von 4 Jahren recht umstritten ist.....

Die Geschwindigkeit und die ausgestoßene Antriebsmasse wären ein direkte proportional zur Amplitude und Frequenz der Strahlung.

Aber um mit fast lichtschnellen, massereichen Teilchen genügend Schub zu erzeugen, dass Außerirdische auch zügig (!) Fahrt aufnehmen könnten, müsste der Strahl sicherlich derart gebündelt sein, dass wir es wohl sofort merken würden, wenn wir in die Schusslinie kämen....
Müsste man dann wohl auch als rücksichtlose Verpestung der (Weltraum-)Umwelt ansehen. Böse Außerirdische.

Was ich mal gelesen habe:

Es gibt eine Grenze, unter der der Körper gar nicht mitbekommt, dass ihn die Strahlung schädigt. DNA Reperaturmechanismen werden da noch gar nicht angeschaltet (unter dem detection limit).

Der von mir beschriebene Versuch mit Mäusen in Chernobyl scheint das zu bestätigen. Geringere Auswirkungen hoher Strahlung, nachdem sie dem relativ niedrigen Strahlungspegel in Chernobyl ausgesetzt waren. Also wurde das Reparatursystem zu erhöhter Aktivität angeregt.

Eine gewisse (höhere) Dosis kann also weniger Schaden anrichten als eine sehr geringe über sehr lange Zeiträume.

Das würde ich daraus nicht schließen. Für mich liegt die Vermutung näher, daß die Schäden schon höher sind, aber nicht linear, sondern wesentlich geringer ansteigen als die Strahlungsdosis.

Das in Experimenten zu quantifizieren, würde aber sehr umfangreiche und langwierige Tests erfordern.

Für mich ergibt sich aber schon jetzt ganz eindeutig, daß das lineare Modell ohne unteren Grenzwert (linear no threshold), das den Kalkulationen für Gesundheitsrisiken durch einen Marsflug zugrundeliegt, falsch sein muß.

Lebensbedrohlich für die Raumfahrer ist vielmehr die galaktische kosmische Strahlung als die Schwerelosigkeit. Das ist zumindest der aktuellste Stand.

Die galaktische Strahlung ist ganz sicher nicht lebensbedrohlich im Sinne einer akuten Strahlungsgefahr. Möglich ist eine Erhöhung des langfristigen Krebsrisikos.

Strahlungsausbrüche von der Sonne sind potentiell lebensgefährlich. Die kann man aber schon abschirmen, indem man die Triebwerkssektion mit den Treibstofftanks Richtung Sonne ausrichtet. Versorgungsgüter und Abfälle in der Richtung orientieren hilft auch.

@ Führerschein

Es ist nicht ganz so richtig, siehe auch die Daten der Mars Science Laboratory wo im inneren der Raumsonde haben die Forscher 1,8 Millisievert pro Tag allein durch die hochenergetische galaktische Teilchenstrahlung gemessen. Das ist noch interessant, nur 5% der gemessnen Belastung hatte ihren Ursprung in Teilchen von der Sonne. Wie schon gepostet, Sonne ist das kleinste Übel.

Quelle: Fachblatt „Science“.

Ein spezieler Schutzraum gegen galaktischer Strahlung mit 30g/cm2, Durchmesser von 4 Meter und einer Länge von 15 Meter hätte eine Masse von rund 100 Tonnen.
Auch wenn wir die Abmessungen verkleinern, müssen wir schon mit 50-70 Tonnen rechnen. Wenn ich Zeit finde, werde ich näher eingehen.

Beiträge zu Wirkung von und Schutz vor Strahlung aus dem Mars-Thread habe ich hierher verschoben.

Mal so nebenbei 'ne Anerkennung für Eure häufige Verschiebearbeit. Ohne die würde manches doch ausufern und unübersichtlich werden.

Wie schon gepostet, Sonne ist das kleinste Übel.

Sorry, aber das ist sie eben leider nicht unbedingt.
Was Führerschein meinte, sind sogenannte SPEs (Solar Proton/Particle Events). Wenn da ein heftiger Event während des Flugs auftreten sollte (sagen wir mal vergleichbar oder sogar stärker als das Ding kurz vor Apollo 17), hätte die Besatzung ein erhebliches Problem.
Ansonsten ist die kosmische Strahlung wie du sagst hochenergetischer als der Sonnenwind.

In den von dir verlinkten Artikeln wird aber absolut nichts erwähnt, was die Behauptung untermauert, dass die Strahlung ein unüberwindliches Problem ist.

Raumflug von einem Jahr (6 Monate hin und zurück) laut Artikel: 660 Millisievert.
NASA-Angabe für 6 Monate hin und zurück, bisher: 600 Millisievert

6 Monate ISS laut Artikel: 75 Millisievert.....mhmm, das erscheint mir sogar etwas wenig, da:
NASA-Angabe bisher für 6 Monate Misson auf ISS-Orbit von 353km: 80-160 Millisievert (je nach Sonnenaktivität). Zum Vergleich: Strahlenbelastung auf Fluglinienhöhe: bis zu 24 Millisievert pro Jahr.

Die von dir geposteten 1,8 Millisievert pro Tag wurden von Curiosity im Zeitraum vom 6. Dezember 2011 bis zum 14. Juli 2012 während des Hinfluges zum Mars gemessen. Insgesamt dauerte die Reise 254 Tage.....also konservativ betrachtet hat die Sonde ca. 500 Millisievert auf dem Flug abbekommen....ohne (!) große Sicherheitsvorkehrungen beim Strahlenschutz.
Weiterhin gibt die NASA an, dass für einen Astronauten auf dem Mars pro Tag eine Belastung von etwas unter einem Millisievert auftreten, da dort im Vergleich zum All teilweise von der dünnen Atmosphäre und Habitat geschützt.
Ich frage mich immer noch: Wo ist das Problem??
Die allgemeinen Gefahren bei:

- Start von der Erde
- Raumflug zum Mars
- Landung auf dem Mars
- Aufenthalt
- Start für Rückflug vom Mars
- Raumflug
- Landung auf der Erde
- und diverse Koppelmanöver

während einer Mars-Mission dürften erhöhte Strahlendosen bei weitem in den Schatten stellen. Trotzdem wird man natürlich versuchen, die Strahlenbelastung durch bauliche Maßnahmen so gut wie möglich zu drücken, aber ich verstehe eben trotzdem die Diskussion um "tödliche" Strahlung nicht.

Ich habe auch ein Stück weiter oben in diesem Thread argumentiert, daß es starke Hinweise darauf gibt, daß die Gefährlichkeit dieses Strahlungsniveaus von den derzeit gültigen Modellen weit überschätzt wird. Da wird von kurzen hohen Belastungen und ihrer Gefährlichkeit linear runtergerechnet auf eine langfristige niedrige Belastung. Damit werden die Selbstheilungsmechanismen des Körpers aber viel besser fertig, wie Forschungsergebnisse aus Chernobyl ziemlich eindeutig belegen.

Zitat von: Jura am 30. Dezember 2014, 21:17:33

Wie schon gepostet, Sonne ist das kleinste Übel.

Sorry, aber das ist sie eben leider nicht unbedingt.

 

Fakt, nur fünf Prozent der gesamten Strahlungsbelastung beim einen Flug zum Mars kommt von der Sonne, die ist auch leicht abschirmbar. Der Rest, also 95%, ist die extrem energiereiche galaktische Strahlung, eine Abschirmung ist kaum möglich da die schweren Ionen auch 30 cm Stahlwände durchschlagen. Bei der Kollision mit Atomen im Material entstehen auch sekundäre Teilchen, die ebenfalls gesundheitsschädlich sind. Daten sprechen von etwa 105 schweren Ionen die pro Jahr auf 1/cm2 niedergehen.

Der Vergleich mit Tschernobyl ist nicht zutreffend. Fakt:

- Nach Jablokov und seine Co-Autoren: die ausgestossene Menge war nicht 50 Millionen Curie, sondern bis 10 Milliarden Curie.
- Soldaten die direkten Kontakt hatten, waren nach wenigen Tagen schon Todkrank.
- Von den 830 000 eingesetzten Liquidatoren die zwangsverpflichtet wurden, sind etwa 100 000 bis zum Jahr 2005 an den Folgen der radioaktiven Strahlung gestorben.
- Bis heute sprechen Schätzungen von 1 Million Toten an Folgen der Strahlung.
- Besonders schlimm und erschrekend sind die missbildungen bei Geburten nach Tschernobyl.

Bei einen Gamma-Ausbruch in der nähe unseres Sonnensystems, die ausgestrahlte Energie kann manchmal sogar die Quasare um den Faktor 10 000 übertreffen, wird das Marsraumschiff förmlich gegrillt und das Leben auf der Erde wird ausgelöscht.

Für Marsflüge sind mehrere Schutzsysteme erforderlich, darunter spezielle Anzüge gegen die kosmische Strahlung, Pharmaka, Schutzraum, und die Raumfahrer sollen nicht zu jung sein, so zumindest die russischen Experten.