Ein neu entdecktes Phänomen legt nahe, dass der Raum zwischen Erde und Mond nicht gleichmäßig der galaktischen kosmischen Strahlung ausgesetzt ist, einem ständigen Strom hochenergetischer Teilchen von außerhalb unseres Sonnensystems. Daten des chinesischen Landers Chang’e 4 auf der anderen Seite des Mondes deuten auf das Vorhandensein eines vorübergehenden „Hohlraums“ in diesem Strahlungsfluss hin, der die Protonenkonzentration um bis zu 20 % reduziert, wenn Erde und Mond sich in einer bestimmten Ausrichtung ausrichten.
Kosmische Strahlung und die Bedrohung der Weltraumforschung
Galaktische kosmische Strahlung (GCRs) sind energiereiche Teilchen – hauptsächlich Protonen und schwere Atomkerne – die von Ereignissen wie Supernova-Explosionen emittiert werden. Diese Partikel stellen eine erhebliche Gefahr für Astronauten und Flugbesatzungen in großen Höhen dar, da es sich um ionisierende Strahlung handelt, die die DNA schädigen und das Krebsrisiko erhöhen kann. Während die Erdatmosphäre die Oberfläche weitgehend abschirmt, bleiben Raumfahrzeuge und Mondmissionen ungeschützt.
Die Aktivität der Sonne beeinflusst auch die GCR-Werte; Sonneneruptionen und erhöhte magnetische Aktivität können einige dieser Partikel ablenken, aber die neuen Erkenntnisse deuten auf einen weiteren Schutzfaktor hin: das Erdmagnetfeld. Das Team fand heraus, dass das auch das Erdmagnetfeld kann – aber die Sonne ist immer noch indirekt beteiligt.
Die Entdeckung aus Chang’e 4
Der Chang’e 4-Lander, der mit einem Lunar Lander Neutron and Dosimetry (LND)-Instrument ausgestattet ist, überwacht seit 2019 den Protonenfluss auf der anderen Seite des Mondes. Durch die Analyse von Daten über 31 Mondzyklen beobachteten Forscher einen stetigen Rückgang der Protonenwerte, als der Mond eine bestimmte Orbitalposition – den „Preneon-Sektor“ – relativ zur Erde und zur Sonne erreichte.
Diese Reduzierung ist nicht zufällig. Es hängt mit der Ausrichtung des interplanetaren Magnetfelds zusammen, das sich bei der Rotation der Sonne spiralförmig nach außen bewegt (bekannt als Parker-Spirale). Wenn dieses Feld mit dem Erdmagnetfeld übereinstimmt, erzeugt es einen „Schatten“ im GCR-Fluss. Der Mond durchquert diese Region mit reduzierter Strahlung effektiv etwa zwei Tage lang während jeder Umlaufbahn.
Implikationen für zukünftige Missionen
Die Forscher vermuten, dass diese Entdeckung praktische Anwendungen für die Planung von Weltraummissionen hat. Durch die Planung von Mondoperationen, insbesondere von extravehikulären Aktivitäten (EVAs), während Zeiträumen, in denen sich der Mond innerhalb dieses GCR-Hohlraums befindet, könnte die Strahlungsexposition der Astronauten minimiert werden.
„Dieser Befund bietet eine mögliche Strategie für die Missionsplanung … Operationen könnten zeitlich so geplant werden, dass sie mit diesen Perioden geringerer Strahlung zusammenfallen, um das Expositionsrisiko zu verringern.“
Weitere Forschung ist erforderlich, um das Ausmaß und das Verhalten dieses Phänomens abzubilden, was auch als Grundlage für Strahlenschutzstrategien für Missionen in der Nähe anderer magnetisierter Körper in unserem Sonnensystem dienen könnte. Die Studie unterstreicht, dass die Weltraumstrahlung nicht einheitlich ist und dass das Verständnis dieser Variationen von entscheidender Bedeutung ist, um die Sicherheit zukünftiger Entdecker zu gewährleisten.
