Wie kam die Artemis-Besatzung mit Sonnenstürmen zurecht?

GD&TĐ - Extreme Wetterbedingungen im Weltraum stellen eine der größten Bedrohungen für Menschen beim Verlassen der Erde dar.

Im Rahmen der Artemis-II-Mission setzt die NASA modernste Technologien ein, um die Besatzung vor Sonnenstürmen und Weltraumstrahlung zu schützen.

Die Gefahren der Strahlung im Weltraum.

Extreme Wetterereignisse im Weltraum können tödlich sein. Beispielsweise entfesselte im Oktober 1989 ein gewaltiger Sonnensturm einen tagelangen, hochenergetischen Protonenstrom. Astronauten des Space Shuttles Atlantis wurden im Schutzraum von blendenden Lichtblitzen heimgesucht, die so hell waren, dass sie die Augen nicht öffnen konnten. Forscher schätzten später, dass eine Besatzung außerhalb der Schutzzone des Erdmagnetfelds tödlichen Gefahren ausgesetzt sein könnte.

Dieses Ereignis machte der Weltraumforschungsbranche die Gefahren des Weltraumwetters, wie Sonnenstürme, Strahlung und Ströme hochenergetischer Teilchen, bewusst.

Mit der Artemis-II-Mission wagt sich die Menschheit erstmals seit Jahrzehnten jenseits des schützenden Erdmagnetfelds vor, wo die Risiken größer sind als je zuvor. Doch nach jahrelanger Forschung haben Wissenschaftler Lösungen entwickelt, um diese Bedrohungen zu mindern.

Auf ihrer Reise von der Erde zum Mond war die Raumkapsel Orion drei Hauptstrahlungsquellen ausgesetzt, von denen jede in der Lage war, dem menschlichen Körper ernsthaften Schaden zuzufügen.

Da sind zunächst die Partikel in den Van-Allen-Gürteln, zwei ringförmigen Strahlungszonen um die Erde, die mit hochenergetischen Protonen und Elektronen gefüllt sind. Trotz der Gefahr durchquerte die Besatzung von Artemis II dieses Gebiet nur kurz, wodurch die Strahlenbelastung begrenzt blieb.

Die zweite Bedrohung geht von galaktischer kosmischer Strahlung aus. Dabei handelt es sich um extrem energiereiche Teilchen, die sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegen und von fernen Sternexplosionen stammen. Besorgniserregend ist, dass diese Teilchen beim Auftreffen auf das Raumschiff Sekundärreaktionen auslösen, wodurch noch kleinere Teilchen freigesetzt werden. Diese Teilchen sind mit bloßem Auge unsichtbar und können Astronautenanzüge problemlos durchdringen.

Die dritte Gefahrenquelle sind hochenergetische Teilchenereignisse der Sonne, wie Sonnenstürme und koronale Massenauswürfe. Diese Phänomene treten häufiger in Zeiten intensiver Sonnenaktivität auf.

Wie extreme Wetterereignisse auf der Erde treten auch Stürme zufällig auf. Wissenschaftler können anhand von Sonnenflecken und anderen Daten vorhersagen, wann sich in aktiven Regionen der Sonne Energie ansammelt. Es ist jedoch unmöglich, genau vorherzusagen, wann ein Sturm auf Land trifft.

Die einzige Möglichkeit, den Schaden zu minimieren, besteht darin, während Perioden starker Sonnenaktivität zu reisen, da der vom Stern ausgestoßene Strom geladener Teilchen eine Schutzschicht bildet, ähnlich dem Magnetfeld der Erde, die die Besatzung vor der Bedrohung abschirmt.

Die Besatzung der Artemis-II-Mission an Bord des Raumschiffs Orion.

Technologien und Strategien zum Schutz von Astronauten

Um diesen Bedrohungen zu begegnen, entwickelte die NASA das Orion-Raumschiff als „mobilen Schutzschild“ für die Artemis-II-Besatzung. Bereits bei der vorherigen Artemis-I-Mission war das Raumschiff mit Strahlungssensoren ausgestattet, die wichtige Daten lieferten und so zur Verbesserung der Konstruktion und der Schutzstrategie beitrugen.

Eine bemerkenswerte Verbesserung ist der speziell eingerichtete Schutzraum. Dieser tief im Inneren des Raumschiffs gelegene Bereich ist besonders verstärkt, um die Auswirkungen von Strahlung im Falle eines Gefahrenereignisses zu minimieren. Sobald die Überwachungssysteme eine Warnung ausgeben, begeben sich die Astronauten schnell in diesen Bereich und nutzen zusätzlich verfügbare Materialien wie Säcke, um ihren Schutz zu verstärken.

Darüber hinaus spielen Weltraumwetterüberwachungssysteme eine entscheidende Rolle. Die NASA und die US-amerikanische Wetter- und Ozeanografiebehörde NOAA betreiben zahlreiche Satelliten wie DSCOVR, der sich in etwa 1,6 Millionen Kilometern Entfernung von der Sonne befindet und 15 bis 60 Minuten vor dem Eintreffen von Stürmen in Erdnähe Frühwarnungen ausgibt. In jüngster Zeit wurden neuere Satelliten wie IMAP, Carruthers und SOLAR-1 in Betrieb genommen, die eine kontinuierliche Überwachung der Sonnenaktivität ermöglichen und die Vorhersagegenauigkeit verbessern.

Dank eines Frühwarnsystems hat die Kontrollzentrale nur ein kurzes Zeitfenster, um die Schwere des Sturms zu ermitteln. Sollte die Vorhersage darauf hindeuten, dass die Astronauten in Gefahr sein könnten, werden sie angewiesen, sich in den Schutzraum des Orion-Raumschiffs zu begeben.

Da ein Sonnensturm jedoch tagelang andauern kann, bestehen die Wände und die Hülle des Raumschiffs aus Aluminium und Polyethylen, um einen Teil der Strahlung zu absorbieren.

Die genaue Vorhersage des Zeitpunkts von Sonnenstürmen bleibt jedoch eine große Herausforderung. Wissenschaftler können potenziell risikoreiche Aktivitätszonen lediglich anhand von Daten wie Sonnenflecken und Magnetfeldmustern identifizieren. Da Eruptionen weiterhin unvorhersehbar auftreten, müssen Warn- und Reaktionssysteme stets einsatzbereit sein.

Im Notfall müssen Astronauten sich nicht nur auf bestehende Konstruktionen verlassen, sondern auch flexibel sein. Sie können „provisorische Festungen“ errichten, indem sie alle an Bord verfügbaren Materialien nutzen, um den Schutz zu verbessern.

Laut NatGeo

Quelle: https://giaoducthoidai.vn/phi-hanh-doan-artemis-chong-choi-voi-bao-mat-troi-the-nao-post778020.html