Die toxische Seite des Mondes (2018)

• Apollo-Astronauten litten nach ihrer Rückkehr von der Mondoberfläche unter Niesen und verstopfter Nase, verursacht durch staub mit Schießpulvergeruch
• Dieser Mondstaub besteht aus scharfen, elektrostatisch geladenen Partikeln mit Silikaten, die tief in die Lunge eindringen und Entzündungen sowie Zellschäden verursachen können
• Die ESA führt derzeit eine internationale Gemeinschaftsstudie durch, um das Ausmaß der Toxizität von Mondstaub zu bestimmen und seine Auswirkungen auf den menschlichen Körper zu bewerten
• Gleichzeitig laufen technische Experimente, um Mondboden als Ressource zu nutzen, etwa für die Herstellung von Ziegeln oder die Gewinnung von Sauerstoff
• Diese Forschung ist eine zentrale Grundlage für nachhaltige Monderkundung und die Vorbereitung auf einen langfristigen menschlichen Aufenthalt

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Die toxische Seite des Mondes

• Als die Apollo-Astronauten vom Mond zurückkehrten, verursachte der an ihren Raumanzügen haftende Staub Halsschmerzen und Augenreizungen
  • Der Staub roch ähnlich wie Schießpulver, und alle 12 Mondlandeer erlebten Symptome wie Niesen und eine verstopfte Nase
  • Bei einigen hielten die Symptome mehrere Tage an, und Harrison Schmitt von der NASA nannte dies „Mond-Heuschnupfen“
• Die ESA betreibt ein internationales Forschungsprogramm, um die Auswirkungen der Toxizität von Mondstaub auf den menschlichen Körper zu klären
  • Daran beteiligt sind 12 Wissenschaftler, darunter der Lungenphysiologe Kim Prisk von der University of California in den USA
  • Er sagte, man wisse noch nicht, wie schädlich dieser Staub sei, und dass die Abschätzung des Gefährdungsgrads die zentrale Aufgabe sei

Eigenschaften und Risiken von Mondstaub

• Mondstaub enthält Silikate (silicate), Stoffe, die auch in vulkanisch aktiven Regionen der Erde häufig vorkommen
  • Bergleute auf der Erde leiden durch das Einatmen von Silikaten unter Lungenentzündungen und Fibrose
  • Auf dem Mond ist der Staub sehr rau, sodass er die Schichten von Raumanzugstiefeln abnutzt und die Vakuumversiegelung der Apollo-Probenbehälter beschädigt
• Da die Schwerkraft auf dem Mond nur ein Sechstel der Erdschwerkraft beträgt, können feine Partikel lange in der Luft schweben und tief in die Lunge eindringen
  • Partikel, die 50-mal kleiner als ein menschliches Haar sind, können über Monate hinweg in der Lunge verbleiben
  • Je länger sie dort bleiben, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit toxischer Effekte
• Forschungsergebnisse zeigen, dass Mondboden-Simulant (lunar soil simulant) bei langfristiger Exposition Lungen- und Gehirnzellen zerstören kann

Analyse auf Partikelebene

• Feine Partikel auf der Erde werden durch Wind- und Wassererosion mit der Zeit an der Oberfläche glatt, doch Mondstaub behält seine scharfe und spitze Form
• Auf dem Mond gibt es keine Atmosphäre, und er ist kontinuierlich der Sonnenstrahlung ausgesetzt, wodurch der Boden elektrostatisch geladen wird
  • Wird die Ladung stark genug, kann der Staub über der Mondoberfläche schweben (levitate), was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass er in Geräte oder die menschlichen Atemwege eindringt

Experimente der ESA und Ressourcennutzung

• Die ESA nutzt mondsimulierten Staub, der in vulkanischen Regionen Deutschlands gewonnen wurde, für Gerätetests und Experimente zum Staubverhalten
  • Diesem Simulant fehlen seltene glasartige Bestandteile, was den Umgang erschwert, und beim Zerkleinern des Rohmaterials tritt das Problem auf, dass scharfe Kanten verloren gehen
  • Die Biologin Erin Tranfield erwähnte, dass die Herstellung von Versuchsstaub aufgrund dieser Eigenschaften schwierig sei
• Mondboden wird zugleich als nützliche Ressource bewertet
  • Durch Erhitzen lassen sich Ziegel herstellen, die für den Bau von Behausungen genutzt werden können
  • Es lässt sich Sauerstoff gewinnen, um menschliche Mondmissionen mit längerem Aufenthalt zu unterstützen
  • ESA-Wissenschaftsberater Aidan Cowley betonte diese Nutzungsmöglichkeiten

Vorbereitung auf nachhaltige Monderkundung

• Die ESA veranstaltete im European Space Research and Technology Centre (ESTEC) in den Niederlanden einen Workshop zur Nutzung von Mondressourcen
  • Gleichzeitig führte der ESA-Astronaut Alexander Gerst im All das Experiment Airway Monitoring durch
  • Ziel des Experiments ist es, durch Monitoring der Lungengesundheit in der Mikrogravitation die Rückkehr zu nachhaltiger Monderkundung vorzubereiten

Kernaussagen

• Mondstaub besteht aus scharfen, elektrostatisch geladenen Silikatpartikeln und könnte für den menschlichen Körper ein ernsthaftes Risiko für die Atemwege darstellen
• Die ESA treibt parallel die Bewertung der Toxizität von Mondstaub und die Entwicklung von Technologien zu seiner Ressourcennutzung voran, um sich auf einen langfristigen menschlichen Aufenthalt auf dem Mond vorzubereiten
• Die Erfahrungen aus den früheren Apollo-Missionen liefern wichtige Erkenntnisse für die Auslegung von Lebenserhaltungssystemen bei der Monderkundung

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Hacker-News-Kommentare

• Ich erinnere mich an einen Artikel, den ich vor langer Zeit gelesen habe, in dem stand, dass Astronauten den Geruch des Mondes mit dem von Munition und den Geruch des Weltraums mit Ozon beschrieben haben
  Tatsächlich rochen sie den Geruch in der Luftschleuse, nachdem sie von der Mondoberfläche zurückgekehrt waren
  Auf dem Mond gibt es keine Atmosphäre, daher hatte sich dort Staub angesammelt, der über Milliarden Jahre nicht mit Sauerstoff in Berührung gekommen war. Als dieser Staub zum ersten Mal auf Luft traf, oxidierte er schnell und wurde deshalb als munitionartig wahrgenommen
  Für den Geruch des Weltraums gibt es eine ähnliche Erklärung: Als die Luftschleuse erstmals dem Vakuum ausgesetzt wurde, entstanden durch Oberflächenreaktionen ozonartige Gerüche

  • Bei der Landung von Apollo 11 gab es die Sorge, dass Mondstaub im Innenraum durch Oxidationsreaktionen Feuer fangen könnte
    Deshalb wurde mit eingeleitetem Sauerstoff getestet, ob keine Gefahr einer Selbstentzündung bestand
  • Ich frage mich allerdings, woher die Leute überhaupt wissen, wie Ozon riecht
  • Beeindruckend ist, dass der Mondstaub über Milliarden Jahre nicht mit Sauerstoff in Kontakt war
    Jedes Mal, wenn Astronauten zurückkehrten, war das im Grunde ein direkt durchgeführtes Chemieexperiment
    Der ganze Mond wirkt wie ein riesiges Labor, das darauf wartet, mit Luft zu reagieren
  • Ich meine mich zu erinnern, dass einige ISS-Astronauten nach EVAs den Geruch von verbranntem Metall wahrgenommen haben
    Andere erwähnten Ozon, aber mir ist der Geruch von brennendem Metall stärker im Gedächtnis geblieben
  • Wenn ich meine UV-Desinfektionslampe einschalte, riecht das Zimmer nach Ozon, und das ist ganz anders als Munition
    Eher wie der Geruch bei starkem Gewitter
    Ich frage mich, ob sie mit ihrem Vergleich eher Schwarzpulver oder Nitrozellulose meinten
    Ich habe auf dem Schießstand schon Schwarzpulver gerochen, und das unterscheidet sich ebenfalls von Ozon

• Im Boden des Mars kommt Perchlorat in toxischen Konzentrationen vor
  Menschen dürfen nicht mit dem Boden oder mit Materialien in Kontakt kommen, die ihn berührt haben
  Deshalb ist ein System, bei dem Raumanzüge außen am Fahrzeug andocken, unverzichtbar
  Relevanter Wiki-Artikel

  • Der Marsboden ist buchstäblich toxisches Gelände
    Deshalb finde ich das Konzept einer Marskolonie nicht besonders attraktiv
    Vielleicht wären schwebende Basen auf der Venus sogar besser — dort stimmt der Druck, auch wenn die Umgebung sauer ist
    Eine saure Atmosphäre könnte womöglich leichter zu handhaben sein als Perchlorat
  • Calciumperchlorat ist etwas giftig, aber das größere Problem könnten die 50-mal höheren Strahlungswerte als auf der Erde sein
    Trotzdem wird es wahrscheinlich viele Menschen geben, die es versuchen wollen
  • Wenn wir in unsere Definition von Gemeinschaft auch Bärtierchen einbeziehen, sieht es gleich hoffnungsvoller aus
    In einem Blog hieß es, „nicht einmal auf dem Gipfel des Everest können Menschen leben“, aber Bärtierchen vielleicht schon
    In meiner Vorstellung sind sie dem Team beigetreten, und die Warnung „Nicht mit dem Boden in Kontakt kommen“ wurde zu „Wenn doch, stehen bleiben und rollen“
    Könnten Bärtierchen auf dem Mars überleben?
  • Eigentlich ist es kein großes Problem, solange man es nicht aufnimmt
    Gefährlicher als Hautkontakt sind Einatmen oder Verschlucken
  • Ich bin kein Verfechter einer Marskolonie, aber ich denke, die Exposition ist beherrschbar
    Perchlorat stört die Produktion von Schilddrüsenhormonen, aber das ist in einem Bereich, der sich medikamentös kontrollieren lässt
    Scientific-American-Artikel

• Einer der Vorteile aktueller Mondrover-Designs ist, dass die Raumanzüge außen am Fahrzeug befestigt werden
  Beschreibung des Space Exploration Vehicle
  Außerdem gibt es viel Forschung dazu, Regolith (Mondboden) mit Lasern oder Sonnenenergie zu sintern
  Zugehörige Studie

• Laut einem Bericht von Eugene Cernan (Apollo 17) war Mondstaub problematisch, weil er an allen Materialien haftete und Abrieb verursachte
  Gegen Ende der Mission funktionierten die Verschlüsse der Ausrüstung teils nicht mehr richtig, und selbst im Inneren ließ sich der Staub nicht vollständig entfernen
  Apollo-17-Technikbericht
  Auf Mikroskopbildern des Regoliths sieht man scharfe Partikel wie zerbrochenes Glas
  Dazu gibt es auch ein relevantes NASA-Memo und eine Forschungsarbeit

• Ich bin ein Weltraum-Nerd, aber ehrlich gesagt sind der Weltraum und andere Planeten für Menschen ziemlich lebensfeindliche Umgebungen
  Das macht einem noch einmal bewusst, wie gut bewohnbar die Erde ist

  • Leider gibt es auf der Erde zu viele Menschen

• Mondstaub wird als fein wie Pulver, aber scharf wie Glas beschrieben
  Beängstigend, aber trotzdem die Erkundung wert

  • Wie Asbest

• Jemand fragte, ob es Astronauten gebe, die wegen „Weltraum-Asbest“ Krebs bekommen hätten

  • Auch bei echtem Asbest steigt das Risiko mit Dauer und Intensität der Exposition
    Nur 12 Menschen waren auf dem Mond, und die Expositionszeit war kurz, daher ist es nicht überraschend, dass kein „Mondkrebs“ gemeldet wurde
    Aber selbst kurze Exposition kann Jahrzehnte später zu Krankheiten führen
    Informationen des US National Cancer Institute
  • Asbest und Glasfaser sind gefährlich, weil sie lang und dünn sind, sodass Makrophagen sie nicht aufnehmen können
    Mondstaub ist ebenfalls klein, wird aber nicht abgebaut und kann sich daher in der Lunge ansammeln
    Bei wiederholter Exposition dürfte das Risiko steigen
  • Von den Astronauten, die auf dem Mond gelandet sind, leben heute nur noch vier, und alle sind in ihren 90ern
    Selbst wenn sie Krebs hätten, würde das ihre Lebensdauer wohl kaum noch stark beeinflussen

• Mondstaub ist Kiki, Erdenstaub eher Bouba

  • Das scheint sich auf den Bouba/Kiki-Effekt zu beziehen

• Genau aus diesem Grund entwickelt NASA das System Electrodynamic Dust Shield
  Zugehöriges Bild und Erklärung