Warum Astronauten Sternchen sehen


Sogar mit geschlossenen Augen können Raumfahrer Sterne sehen - Ursache sind Einschläge in der Netzhaut. Mit Daten, die auf der Station "Mir" gesammelt wurden, sind Forscher dem Phänomen nachgegangen.

Spiegel Online, Wissenschaft, 17. April 2003


SPO170403 - Wenn Astronauten Sterne sehen, liegt das nicht immer daran, dass sie einen ruhigen Moment lang in die Weiten des Weltalls blicken. Manchmal erscheinen ihnen auch Sternchen, wenn ihnen gar nicht danach ist - selbst mit geschlossenen Augen. Immer wieder leuchten kurze Lichtblitze auf, scheinbar ohne dass es einen Grund dafür gibt.

Das seltsame Phänomen hatten Astrophysiker bereits 1952 vorhergesagt - lange vor jedem bemannten Raumflug. Die Ursache sind kosmische Teilchen, die vom Magnetfeld der Erde eingefangen werden und einen Strahlungsring bilden, den so genannten Van-Allen-Gürtel. Sie reagieren mit Bestandteilen in der Netzhaut, fast wie bei einem Schlag aufs Auge.

Bisher hatten Forscher als Urheber der Blitze allein Protonen in Verdacht, was nahe liegt, da der Strahlungsgürtel fast ausschließlich aus den positiv geladenen Elementarteilchen besteht. Andere Komponenten wie vereinzelte schwere Atomkerne, Elektronen oder Gammastrahlung machen nur Bruchteile aus. "

Jetzt präsentiert Marco Casolino von der UniversitätTor Vergata in Rom gemeinsam mit Kollegen aus fünf Ländern im Fachmagazin "Nature" neue Daten, die belegen, dass es noch eine zweite Ursache für die Lichtblitze geben muss. Zwischen 1998 und 2000 untersuchten Kosmonauten auf der inzwischen in der Atmosphäre verglühten russischen Raumstation "Mir" das Phänomen mit speziellen lichtdichten Helmen. Damit konnten sie ungestört Sternchen zählen, während ein Strahlungsdetektor die Teilcheneinschläge registrierte.

Die Forscher hatten erwartet, dass die Zahl der Lichtblitze mit der Stärke der Strahlung im Magnetfeld der Erde ansteigt. Um diese Vermutung zu überprüfen, experimentierten die Kosmonauten an verschiedenen Stellen der Umlaufbahn. Je nachdem, an welchem Ort des magnetischen Erdfeldes sie sich aufhielten, änderte sich die Stärke des Partikelstroms.

Am heftigsten ist er im Bereich der Südatlantischen Anomalie zwischen Südamerika und Afrika. Dort dringt der Van-Allen-Gürtel dank einer Schwäche im Magnetfeld bis in den Bereich der damaligen Umlaufbahn der "Mir" in 300 bis 400 Kilometer Höhe vor. "Eigentlich sollten die Kosmonauten in dieser Zone viel mehr Lichtblitze sehen als an den anderen Stellen", sagt Casolino. Überraschenderweise war die Zahl der Sternchen dort aber kaum höher als anderswo im Orbit.

Erst als Casolino und Kollegen die Protonen außer Acht ließen und stattdessen den Anteil besonders energiereicher Partikel mit den gezählten Blitzen verglichen, ergab sich ein Zusammenhang. Offenbar gibt es noch eine zweite Teilchengruppe, die Astronauten Sternchen sehen lässt, folgern die Forscher. Casolino: "Nach allem, was wir wissen, sind schwere Atomkerne die zweite Ursache." Sie machen zwar weniger als ein Prozent der Strahlung aus, daür durchdrangen sie aber - anders als etwa Elektronen oder Gammastrahlung - die drei Millimeter dicke Aluminiumhülle der Raumstation.

Schwere Kerne sind um ein Vielfaches energiereicher als Protonen. "Ihnen gelingt es, Atome in der Netzhaut zu ionisieren oder anzuregen, so dass sie Energie in Form von Licht abgeben", erklärt Casolino. Die kleineren und leichteren Protonen kratzen die Atomkerne dagegen nur an - ein Leuchten entsteht viel seltener.

Die Kosmonauten auf der "Mir" zählten bei ihren Tests pro Stunde durchschnittlich bis zu zehn Blitze, Astronauten der Apollo-Missionen 14. Auf der amerikanischen Raumstation "Skylab" sahen die Crewmitglieder zeitweise wahre Leuchtfeuer: Jede Sekunde blitzte es in ihren Augen auf. Casolino: "Das liegt vor allem an der besseren Hülle der 'Mir', aber auch an der üppigen Innenausstattung, die eine Menge Teilchen schluckt."

Spiegel Online, Wissenschaft, 17. April 2003

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