Ist Mondstaub gefährlich? Forscher untersuchen unerwartete Reaktion der menschlichen Atemwege
Der Mond scheint der nächste große Schauplatz der bemannten Raumfahrt zu werden. Doch mit den geplanten Langzeitmissionen rücken zunehmend auch unscheinbare Gefahren ins Blickfeld, etwa der feine Staub der Mondoberfläche. Wissenschaftler haben nun erstmals die Wirkung des Mondstaubs auf das menschliche Atemwegsgewebe simuliert.
Mondstaub scheint die menschlichen Atemwege stärker zu beeinträchtigen als irdischer Feinstaub. Das geht aus einer neuen Studie hervor, die unter Beteiligung der Universitätsmedizin Magdeburg entstanden ist. Forschende haben an einem künstlichen Bronchienmodell aus menschlichen Zellen untersucht, wie das Material auf das Atemwegsgewebe wirkt.
Die in der Fachzeitschrift Trends in Biotechnology veröffentlichte Arbeit zeigt, dass Mondmaterial biologische Reaktionen auslösen kann, die sich von denen herkömmlicher Feinstaubpartikel unterscheiden. Das ist besonders für zukünftige Mondbasen relevant, bei denen Astronautinnen und Astronauten wiederholt Staub ausgesetzt sein könnten.
Scharfkantiger und chemisch reaktiver Mondstaub
Fast die gesamte Mondoberfläche ist mit Regolith bedeckt, einem losen, heterogenen Material. Auf dem Mond besteht dieser Regolith aus fünf Grundbestandteilen: kristallinem Gestein, Mineralfragmenten, Einschlagsgesteinen (Brekzien), durch Einschläge zusammengeschmolzene Partikel (Agglutinate) sowie feinem Glas.
Mondstaub ist nicht mit Staub auf der Erde vergleichbar. Denn durch fehlende Witterungsprozesse sind seine Partikel scharfkantig und chemisch reaktiv. Die langfristigen Auswirkungen auf den menschlichen Organismus sind bisher nicht klar.
Bereits bei den Apollo-Missionen zwischen 1961 und 1972 hatten Raumfahrer über den Kontakt mit Mondstaub geklagt, etwa dass dieser Reizungen und allergische Reaktionen hervorruft. Das geht aus Protokollen und Berichten der NASA hervor, etwa den Technical Crew Debriefings oder Mission Reports der jeweiligen Apollo-Mission.
So sprach etwa Harrison Schmitt (Apollo 17), der einzige professionelle Geologe auf dem Mond, von einer Art Mond-Heuschnupfen („Lunar Hay Fever“): Nachdem Staub in die Mondlandefähre gelangt war, entwickelte er Symptome wie Niesen, tränende Augen, gereizten Hals und eine verstopfte Nase. Die Symptome hielten mehrere Stunden an. Schmitt beschrieb den Staub als extrem fein, scharfkantig und unangenehm.
Eugene „Gene“ Cernan (Apollo 17) berichtete wiederum, dass der Staub überall eindrang, an Raumanzügen haftete, Dichtungen und Gelenke verschliss sowie Instrumente beeinträchtigte. Sinngemäß sagte er, der Staub sei „das größte Ärgernis“ auf dem Mond gewesen.
John Young (Apollo 16) hob besonders die abrasive Wirkung hervor. Er erklärte, dass Visiere zerkratzten und Verschlüsse schwergängig wurden, und verglich den Staub mit extrem feinem Schleifpapier.
Auch Buzz Aldrin (Apollo 11) beschrieb den Staub als sehr haftfähig, schwer zu entfernen und geruchlich ähnlich „verbranntem Schießpulver“, nachdem er in die Mondlandefähre gelangte. Er erwähnte ebenfalls Reizungen nach Kontakt mit dem Staub.
Neil Armstrong (Apollo 11) benannte eher physikalische Eigenschaften: außergewöhnlich feinkörnig, elektrostatisch haftend und schwer abzuschütteln. Auch er erwähnte, dass der Staub in die Kabine gelangte und dort störte.
Um die Wirkung des Staubs nun zu untersuchen, entwickelten die Magdeburger Forschenden ein dreidimensionales Atemwegsmodell aus menschlichen Zellen. Das Gewebe bildet zentrale Funktionen echter Bronchien nach: Es produziert Schleim, besitzt bewegliche Flimmerhärchen und verfügt über eine schützende Zellbarriere.
Im Experiment wurde ein häufig eingesetzter Mondstaub-Ersatzstoff verwendet, vergleichbar mit PM10-Feinstaub. Die Ergebnisse zeigten bereits nach kurzer Belastungszeit Veränderungen. Die Atemwegszellen reagierten mit einer erhöhten Schleimproduktion, gleichzeitig verringerte sich die Beweglichkeit der Flimmerhärchen.
Nach 72 Stunden sank deren Schlagfrequenz von durchschnittlich etwa zehn auf sieben Schläge pro Sekunde. Da die Flimmerhärchen eingeatmete Partikel normalerweise aus den Atemwegen transportieren, könnte eine solche Einschränkung dazu führen, dass Fremdstoffe länger im Lungengewebe verbleiben.
Auch die Stabilität der Zellschicht wurde beeinträchtigt. Zusätzlich fanden die Wissenschaftler Hinweise auf Umbauprozesse im Gewebe, wie sie bei chronischen Erkrankungen der Atemwege auftreten können.
Wichtig für Raumfahrtmedizin und Umweltforschung
Frühere Arbeiten basierten häufig auf Tierversuchen oder vereinfachten Zellkulturen. „Das Magdeburger 3D-Modell bildet wichtige Funktionen menschlicher Atemwege deutlich realistischer nach“, erklärt Dr. Cornelia Wiese-Rischke.
Die Forschenden machten zudem elf Proteine aus, die ausschließlich nach Kontakt mit dem Mondstaub-Ersatzstoff nachweisbar waren. Sie stehen mit Veränderungen der Gewebestruktur und der Verbindungen zwischen Zellen in Zusammenhang.
Die Ergebnisse müssen jedoch mit Vorsicht interpretiert werden. Das eingesetzte Ersatzmaterial entspricht echtem Mondstaub nur teilweise, und im Modell fehlen Immunzellen, die an Entzündungsprozessen beteiligt sind. Dennoch können nun erste Aussagen zu Schutzmaßnahmen, Grenzwerten und technischen Lösungen für künftige Missionen getroffen werden.
Das Modell könnte auch auf der Erde eingesetzt werden, etwa um Luftschadstoffe, Vulkanstaub oder andere Partikel in der Luft zu untersuchen. „Unser Atemwegsmodell eröffnet die Möglichkeit, Gesundheitsrisiken durch verschiedene Staubarten genauer zu untersuchen und dabei gleichzeitig den Einsatz von Versuchstieren zu reduzieren“, sagt Prof. Dr. Thorsten Walles, Chefarzt am Universitätsklinikum Magdeburg.
Artikelreferenz
Marchal, S., Hellwig, P., Schmidt, C., Kopp, S., Grimm, D., Walles, H., Walles, T., Wiese-Rischke, C., & Krüger, M. (2026). A bioartificial 3D bronchial epithelial airway model to study lunar hay fever on Earth.
NASA. (2025). What Hazards Are Caused by Lunar Regolith.