Es ist über vierzig Jahre her, seit das Apollo-Programm abgeschlossen wurde und die letzte Mission mit Besatzung zum Mond stattfand. In den kommenden Jahren und Jahrzehnten planen jedoch mehrere Weltraumagenturen, Missionen mit Besatzung zur Mondoberfläche durchzuführen. Dazu gehören der Wunsch der NASA, zum Mond zurückzukehren, der Vorschlag der ESA, ein internationales Monddorf zu schaffen, und die chinesischen und russischen Pläne, ihre ersten Astronauten zum Mond zu schicken.
Aus diesem Grund wurde viel Forschung betrieben, um die gesundheitlichen Auswirkungen von Langzeitmissionen zum Mond zu untersuchen - insbesondere die Auswirkungen einer Umgebung mit geringerer Schwerkraft auf den menschlichen Körper. In einer kürzlich durchgeführten Studie hat ein Team von Pharmakologen, Genetikern und Geowissenschaftlern untersucht, wie sich die Exposition gegenüber Mondstaub ernsthaft auf die Lunge zukünftiger Astronauten auswirken kann.
Die Studie mit dem Titel „Bewertung der Toxizität und der nuklearen und mitochondrialen DNA-Schäden, die durch die Exposition von Säugetierzellen gegenüber Lunar-Regolith-Simulanzien verursacht werden“ erschien kürzlich in GeoHealth - eine Zeitschrift der American Geophysical Union. Die Studie wurde von Rachel Caston, einer Postdoktorandin an der Stony Brook University School of Medicine, geleitet und umfasste Mitglieder des Stony Brook Department of Pharmacological Sciences und des Department of Geosciences.
Da es keine Atmosphäre gibt, wurde die Mondoberfläche seit Milliarden von Jahren von Meteoren und Mikrometern getroffen, wodurch eine feine Schicht aus Oberflächenstaub entstanden ist, die als Regolith bekannt ist. Darüber hinaus wird die Mondoberfläche ständig von geladenen Partikeln der Sonne bombardiert, wodurch der Mondboden elektrostatisch aufgeladen wird und an der Kleidung haftet.
Hinweise darauf, dass Mondstaub gesundheitliche Probleme verursachen könnte, traten erstmals während der Apollo-Missionen auf. Nach dem Besuch des Mondes brachten Astronauten Mondboden mit in das Kommandomodul, während er sich an ihren Raumanzügen festhielt. Nach dem Einatmen des Staubes beschrieb der Apollo 17-Astronaut Harrison Schmitt Symptome wie Heuschnupfen, darunter Niesen, tränende Augen und Halsschmerzen.
Während die Symptome nur von kurzer Dauer waren, wollten die Forscher wissen, wie sich Mondstaub langfristig auswirken könnte. Es gab auch Hinweise darauf, dass die Exposition gegenüber Mondstaub schädlich sein könnte, basierend auf Untersuchungen, die gezeigt haben, wie das Einatmen von Staub durch Vulkanausbrüche, Staubstürme und Kohlengruben Bronchitis, Keuchen, Augenreizungen und Narbenbildung im Lungengewebe verursachen kann.
Frühere Untersuchungen haben auch gezeigt, dass Staub die DNA der Zellen schädigen kann, was zu Mutationen und schließlich zu Krebs führen kann. Aus diesen Gründen waren Caston und ihre Kollegen gut motiviert zu sehen, welche schädlichen Auswirkungen Mondboden auf den menschlichen Körper haben könnte. Für ihre Studie setzte das Team menschliche Lungenzellen und Maushirnzellen Proben von simuliertem Mondboden aus.
Diese Simulanzien wurden unter Verwendung von Staubproben von der Erde hergestellt, die dem Boden im Mondhochland und in den Vulkanebenen ähneln, die dann zu einem feinen Pulver gemahlen wurden. Sie fanden heraus, dass bis zu 90% der menschlichen Lungenzellen und Mausneuronen starben, wenn sie den Staubproben ausgesetzt wurden. Die Simulanzien verursachten auch signifikante DNA-Schäden an Mausneuronen, und die menschlichen Lungenzellen waren so effektiv geschädigt, dass es unmöglich war, Schäden an der DNA der Zellen zu messen.
Die Ergebnisse zeigen, dass das Einatmen von Mondstaub (selbst in winzigen Mengen) ein ernstes Gesundheitsrisiko für Astronauten darstellen kann, die in Zukunft zu luftlosen Körpern reisen. Dies schließt nicht nur den Mond ein, sondern auch den Mars und andere Erdkörper wie Merkur. Bisher wurde dieses Gesundheitsrisiko von Raumfahrtagenturen, die die langfristigen Gesundheitsrisiken der Raumfahrt verstehen wollen, weitgehend übersehen.
"Es gibt Risiken für die außerirdische Erforschung, sowohl im Mond als auch darüber hinaus, mehr als nur die unmittelbaren Risiken des Weltraums selbst", sagte Rachel Caston. Laut Bruce Demple, Biochemiker an der Stony Brook University School of Medicine und leitender Autor der neuen Studie, deuten ihre Ergebnisse (zusammen mit den Erfahrungen der Apollo-Astronauten) darauf hin, dass eine längere Exposition gegenüber Mondstaub die Atemwege und die Lungenfunktion beeinträchtigen könnte.
Was noch schlimmer ist, er wies auch darauf hin, dass wenn der Staub eine Entzündung in der Lunge hervorruft, dies das Risiko für schwerwiegendere Krankheiten wie Krebs erhöhen könnte. "Wenn es Reisen zum Mond gibt, die Aufenthalte von Wochen, Monaten oder sogar länger beinhalten, wird es wahrscheinlich nicht möglich sein, dieses Risiko vollständig auszuschließen", sagte er.
Ergo müssen bei allen Versuchen, das Risiko einer Besatzung mit Besatzung zum Mond, zum Mars und darüber hinaus zu verringern, nicht nur die Exposition gegenüber geringer Schwerkraft und Strahlung, sondern auch elektrostatisch aufgeladenem Boden berücksichtigt werden. Abgesehen von der Begrenzung der Dauer von Missionen und der Anzahl von EVAs müssen möglicherweise bestimmte Schutzmaßnahmen in Pläne für Langzeitmissionen aufgenommen werden.
Eine Möglichkeit besteht darin, Astronauten durch eine Luftschleuse fahren zu lassen, die ihre Anzüge auch mit Wasser oder einer Verbindung besprüht, die die Ladung neutralisiert, und sie so vor dem Betreten des Hauptlebensraums von Staub zu reinigen. Andernfalls müssen Astronauten, die im International Lunar Village (oder einem anderen Lebensraum außerhalb der Welt) arbeiten, möglicherweise die ganze Zeit über Atemmasken tragen, wenn sie sich nicht in einem Raumanzug befinden.
