DLR - Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin

Projekte aus den Arbeitsschwerpunkten

C.R.O.P.: Combined regenerative organic‐food production - Visionen von Lebenserhaltungssystemen und Biofiltern

Aktuell wird im Institut für Luft‐ und Raumfahrtmedizin ein Biofilter‐System (C.R.O.P.) beforscht, mit dem wir aus Bioabfällen und Urin eine direkt zu verwendende Düngemittellösung zur Pflanzenzucht herstellen wollen. Hierbei testen wir auch die Leistung der Reinigungs‐ und Entgiftungsfähigkeit des verwendeten Biofilters. Mit dieser im Ansatz bereits entwickelten Anlage könnten wir organischen Abfall reduzieren sowie Lebenserhaltungssysteme entwickeln, welche die Handlungsspielräume des Menschen in einer nachhaltigen und zukunftsorientieren Gesellschaft erweitern können.

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Aviator 2030

Von der Luftfahrtindustrie wird ein enormer Anstieg im Flugverkehrsaufkommen für die nächsten zwei Jahrzehnte erwartet. Um diesen erwarteten Anstieg in sicherer, effizienter und umweltfreundlicher Art zu meistern, werden neue Technologien und operationelle Konzepte entwickelt. Gegenwärtige Entwürfe reichen von einer verbesserten Interoperabilität zwischen den nationalen Flugsicherungseinrichtungen, über eine satellitengestützte Navigation, kollaborative Entscheidungsprozesse und Selbstseparation zwischen Luftfahrzeugen bis hin zu vollautomatisierten Bord-Boden-Systemen. Es ist zu erwarten, dass sich mit der Einführung solcher Konzepte die Berufsanforderungen an zukünftige Fluglotsen und Piloten deutlich ändern werden. Für die Auswahl dieses Personals gelten gegenwärtig Anforderungsprofile, die von den heutigen operationellen Gegebenheiten im Luftverkehr ausgehen. Ein Projektziel ist es, diese Anforderungsprofile einer Überprüfung zu unterziehen.

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MATROSHKA : Tiefendosismessungen in einem menschlichen Phantom

MATROSHKA ist ein ESA Projekt, das unter der Leitung des DLR in Zusammenarbeit mit den ndustriellen Partnern DTM Technologies (Modena) und Kayser-Italia (Livorno) realisiert wird. MATROSHKA ist eine Einheit, die so exakt als möglich den Körper eines Astronauten simuliert, der den Schutzraum des Raumschiffs verläßt, um Arbeiten im freien Raum durchzuführen. Mit dem Phantom sollen Messungen des Partikelflusses und der Energieverteilung der kosmischen Strahlung, sowie Messungen der Dosis und Dosisleistung an der Oberfläche (Hautäquivalent) und in der Tiefe (Organäqivalent) über ein Jahr lang durchgeführt werden.Diese Daten werden dazu benötigt, um die Bestimmung der Höhe und Qualität der Strahlenexposition eines Astronauten während eines Weltraumspaziergangs zu verbessern.

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Leben unter extremen Umweltbedingungen

Die Arbeitsgruppe 'Photo- und Exobiologie' entwickelt biodiagnostische Systeme, um im Bereich Photobiologie Umweltbelastungen durch Strahlung zu erfassen und zu bewerten. Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt bei der UV-Dosimetrie und UV-Wirkungsforschung an Biomolekülen, prokaryontischen und eukaryontischen Zellsystemen. Im Bereich Exobiologie werden Verfahren entwickelt und eingesetzt, um Lebensmöglichkeiten unter extremen Umweltbedingungen zu untersuchen und im Hinblick auf die Suche nach Leben außerhalb der Erde zu bewerten.

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Fluglärmwirkungen

Im Rahmen des HGF/DLR-Projekts „Leiser Flugverkehr“ werden humanspezifischen Wirkungen von Nachtfluglärm untersucht. Dieses, in seiner Art weltweit größte Forschungsvorhaben hat zum Ziel, durch hohen methodischen Aufwand und einem großen Stichprobenumfang an vielen gesunden Menschen unterschiedlichen Alters und Geschlechts aussagekräftige Ergebnisse und genaue Vorhersagen über die Wirkung von nächtlichem Fluglärm auf den Schlaf, die Leistung und das Befinden zu gewinnen.

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Belastung von Luftfahrtpersonal

Im operationellen Umfeld von Luftfahrtpersonal treten Faktoren auf, die zu erhöhter Belastung und Beanspruchung führen und damit die Leistungsfähigkeit und letztendlich die Flugsicherheit beeinflussen können. In Studien an Versuchspersonen und an Flugpersonal werden diese Faktoren und ihre Folgen für die menschliche Leistungsfähigkeit untersucht und Erkenntnisse für Verbesserungen ermittelt.

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Übermüdung und Verkehrssicherheit

Müdigkeit ist ein bedeutsames Problem für die Verkehrssicherheit. Studien schätzen, dass bei rund 20% der Verkehrsunfälle in Deutschland Müdigkeit eine der Hauptursachen ist. Die Hauptursachen für Müdigkeit am Steuer liegen in nicht ausreichend und wenig erholsamem Schlaf, zu langen Arbeits- und zu kurzen Ruhezeiten sowie in Schichtarbeit. Im Rahmen dieses Projekts werden verschiedene neue Methoden und Instrumente entwickelt, um dem Problem Müdigkeit im Verkehr zu begegnen. Hierzu gehören u.a. ein Computerprogramm zur Analyse von Schichtplänen und Vorhersage von Müdigkeit, ein Trainingsprogramm für Berufskraftfahrer, und Screeninguntersuchungen von Berufskraftfahrern im Hinblick auf Schlafstörungen (Apnoen). Wir fassen diese Arbeiten unter dem Begriff „Alertness-Management“.

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Zelluläre Biodiagnostik in der Weltraumforschung

Im Bereich der Zellulären Biodiagnostik werden Testsysteme entwickelt, mit denen der Einfluss von Weltraumbedingungen bereits auf zellulärer und molekularer Ebene untersucht werden kann.. Die auf der Verwendung von Säugerzellen basierenden Assays arbeiten nach dem Prinzip der Rezeptor-Reporter-Ketten, wie sie für viele bakterielle Tests genutzt werden. Als Rezeptor fungiert z.B. ein DNA-schadensabhängiger Promoter und als Reporterkomponente können verschiedene Varianten Fluoreszierender Proteine (EGFP, DsRed) dienen. Rezeptor-Reporter-Assays erlauben den Einsatz als Indikatortest zum Nachweis einer zellulären Signaltransduktion in Abhängigkeit von speziellen Umweltparametern.

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Einfluss von Gravitation (Hypergravitation/Mikrogravitation) auf die Funktion normaler epidermaler und transformierter Melanozyten; Rolle des zyklischen GMP (Guanosin 3',5'-Monophosphat)

Ob Astronauten in Schwerelosigkeit einem erhöhten Krebsrisiko ausgesetzt sind, sollen Experimente an humanen Zellkulturen (Melanozyten) unter verändertem Gravitationseinfluß zeigen. Erste Langzeitversuche mit Zellkulturen bei erhöhter Beschleunigung (5 g) zeigen signifikante Unterschiede in den basalen cGMP-Werten zwischen nicht-metastasierenden und metastasierenden Melanomzelllinien. Diese Ergebnisse lassen neue Erkenntnisse über krebsauslösenden Mechanismen erwarten (Zell- und Molekularbiologie ).

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Einfluss von Vibrationstraining auf Muskel, Knochen und Kreislauf; Anwendungen und physiologische Mechanismen

Im Rahmen dieser Studie wird die Effektivität eines Trainings mittels zweier unterschiedlich konstruierter Vibrationsplattformen auf den Muskelaufbau, die Verbesserung der Schnellkraft (Integrative Muskelphysiologie), die Knochenfestigkeit (Ernährung und Knochenstoffwechsel) und das Herz-Kreislauf-System (Kreislauf und Volumenregulation) untersucht. Es werden Probanden trainiert, deren Muskulatur aufgrund andauernder Immobilität oder hohem Alter geschwächt ist. Außerdem wird untersucht, ob Patienten mit erblich bedingter Muskelschwäche von einer Behandlung mit Vibrationstraining profitieren können.

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