Irgendwann in den 2030er Jahren sollen sich Menschen auf die Reise zum Mars aufmachen. Strahlenmediziner*innen aus Freiburg untersuchen, ob menschliche Stammzellen überhaupt dauerhaft der kosmischen Strahlung standhalten können.
Mars-Forschung bislang nur durch Raumsonden
Für die Raumfahrt ist 2020 ein „Marsjahr“. Aktuell sind 3 Sonden auf dem langen Weg zum Roten Planeten, aus den USA, aus China und, als erste arabische Sonde, aus den Vereinigten Arabischen Emiraten.
Gestartet sind die Raumsonden Ende Juli, im Februar werden sie den Mars erreichen und unseren Nachbarplaneten in unterschiedlicher Weise erforschen, auch als Vorbereitung für einen bemannten Marsflug – und hier kommen Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Uniklinik Freiburg ins Spiel. Mit ihrer aktuellen Forschung leisten sie einen entscheidenden Beitrag dafür, dass Menschen den Flug zum Mars überhaupt antreten können.
Zentrales Problem für die bemannte Raumfahrt
Zukünftige Reisen zum Mars könnten daran scheitern, dass die Strahlenbelastung für Raumfahrer nicht kontrollierbar ist. Deshalb erforschen Strahlenmediziner in Freiburg, im Auftrag der Europäischen Weltraumagentur ESA, wie stark und mit welchen Folgen Weltraumstrahlung auf blutbildende, menschliche Stammzellen einwirkt.
Weltraumstrahlung zerstört das Erbgut von Zellen – die Zielsetzung unseres Projektes ist, zu untersuchen, ob wir Möglichkeiten haben, das Knochenmark vor Strahlenschäden zu schützen oder Strahlenschäden auch reparieren zu lassen, die möglicherweise im Weltraum auf Astronauten zukommen können.
Erzeugung von Weltraumstrahlung auf der Erde
Die Uniklinik Heidelberg besitzt eine riesige Strahlenkanone. Sie ist so groß wie ein Haus, hat ein Gewicht von 670 Tonnen und den Stromverbrauch einer Kleinstadt. Aber sie ist eine der wenigen Orte, an dem man Weltraumstrahlung auf der Erde erzeugen kann. Normalerweise werden dort schwerkranke Krebspatienten behandelt.
Das Forscherteam kann die Knochenmarkszellen im 360-Grad-Winkel präzise bestrahlen und dabei Strahlungszusammensetzung und -Intensität variieren. Damit können realistische Bedingungen für die zukünftigen Astronauten geschaffen werden.
Extreme Strahlenbelastung auf dem Mars
Bei einer Marsmission über viele Monate, müssten Raumfahrer eine große Strahlenbelastung aushalten. Sie ist viele hundert Mal höher als auf der Erde. Der Grund ist, dass durch das Erd-Magnetfeld nur ein kleiner Teil der kosmischen Strahlung auf der Erde ankommt.
Deshalb setzen die Freiburger Forscher*inen ihre Proben extremen Strahlungsdosen aus und untersuchen, wie sich die Knochenmarkszellen vor und nach der Bestrahlung verhalten.
Wo wir selber etwas überrascht waren, war die Tatsache, dass die Stammzellen, die wir analysiert haben, relativ unempfindlich gegenüber kosmischer Strahlung, Teilchenstrahlung sind. Und zum andern haben wir auch gesehen, dass diese Zellen tatsächlich in der Lage sind, Strahlenschäden in anderen Geweben, in anderen Zellen abzumildern.
Hoffnung für den Flug zum Mars
Durch die Ergebnisse hoffen die Forscher, dass man blutbildende Stammzellen auf Raumflügen mitführen und Raumfahrer sie wie ein Medikament gegen Strahlenschäden nutzen können.
Die „Reise zum Roten Planeten“, kann nur dann Wirklichkeit werden, wenn das Problem der Strahlenbelastung gelöst wird.
Daher wird das Freiburger Strahlenforschungsteam einen großen Anteil daran haben, dass der lange Flug zum Mars gelingen kann - und die Landung von Menschen auf seiner Oberfläche.
