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Gesund und gut gelaunt auf Weltraummissionen



Seit Juli untersuchen Forscher im DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin die Auswirkung künstlicher Schwerkraft auf den Menschen. Die These: Sie hat einen ähnlichen Effekt wie das körperliche Training der Astronauten.

Über die Schwerkraft auf der Erde denken die wenigsten Menschen bewusst nach. Sie erscheint selbstverständlich. Doch Astronauten haben auf ihren Weltraummissionen mit dem Wegfall der Schwerkraft zu kämpfen. Abbau von Knochen- und Muskelmasse sind nur zwei ihrer Folgen.

Künstliche Schwerkraft soll Astronauten auf ihren Missionen gegen diese Folgen schützen. Zusätzlich soll sie die Informationsverarbeitung und Stimmung der Astronauten verbessern. Seit Juli untersuchen Forscher in der sogenannten SAHC-Cognition-Studie im Rahmen des nationalen Zentrifugenprogramms, ob die gewünschten Auswirkungen der künstlich erzeugten Schwerkraft tatsächlich eintreten.

„Wir wollen untersuchen, ob künstliche Schwerkraft positiv auf Physis und Kognition der Probanden wirkt“, erklärt Vanja Sebastian Zander, Projektleiter der Studie. Sie wollen beweisen, dass Artificial Gravitiy (AG), wie simulierte Schwerkraft auch genannt wird, ähnliche Auswirkungen hat wie körperliches Training der Astronauten. 

Weitere Studien zur künstlichen Schwerkraft

 Short-arm Human Centrifuge
zum Bild Short-arm Human Centrifuge

Insgesamt ist die Studie für 16 Probanden geplant. Vier haben bisher an der ambulanten Studie teilgenommen. „Bis Ende Oktober sollen auch die restlichen Probanden, die Tests absolvieren“, erwartet Vanja Sebastian Zander. Die Tests werden sowohl im DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin als auch in der Deutschen Sporthochschule Köln durchgeführt.

Das Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin plant im Rahmen des nationalen Zentrifugenprogramms noch 3 weitere Studien, die Fragestellungen im Bereich der Herz-Kreislauf-Forschung und der visuellen Wahrnehmung beantworten sollen. Ziel ist die Entwicklung von sogenannten countermeasures, Gegenmaßnahmen zu den Auswirkungen von Schwerelosigkeit.

Versuch bei dreifacher Erdbeschleunigung 

Beim Versuch im DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin müssen die Probanden in einer sogenannten Kurzarm-Humanzentrifuge liegen. Die Zentrifuge dreht sich während des zweimalig durchgeführten Versuchs jeweils 54 Minuten lang. Dabei erreicht sie maximal das Dreifache der Erdbeschleunigung (an den Füßen des Probanden gemessen).

Die Erdbeschleunigung ist die Beschleunigung, die eine Masse beim freien Fall auf der Erde erfahren würde. Sie liegt bei rund 9,81 Meter pro Quadratsekunde. Das Dreifache dieser Beschleunigung erreicht die Zentrifuge bei 29 Umdrehungen pro Minute.

Nur Probanden ohne Platzangst

„Unsere Probanden dürfen nicht an Klaustrophobie leiden, da wir die Auswirkungen von AG in räumlicher Enge testen“, sagt Vanja Sebastian Zander. Durch eine Kopfhaube wird die Versuchsperson von der Umgebung abgeschirmt. So wird verhindert, dass der Proband die Rotation bewusst wahrnimmt. Denn das könnte zu Schwindel und Übelkeit führen.

Weitere Kriterien, die die körperlich gesunden Probanden erfüllen müssen, sind eine festgelegte Größe und ein bestimmtes Gewicht. Denn in der Zentrifuge ist nur begrenzt Platz. Im Probandenkollektiv sind Männer und Frauen gleichmäßig vertreten.

Gleiche Messungen in den Versuchsteilen

Während des Versuchs in der Zentrifuge werden bei den Probanden unter anderem die Hirnströme und die Sauerstoffsättigung im Gewebe gemessen und aufgezeichnet. Gleichzeitig werden alle wichtigen Vitalparameter, wie z.B. die Herzaktivität und der Blutdruck, zur medizinischen Überwachung des Probanden aufgezeichnet.

Beim Versuch in der Sporthochschule messen die Forscher dieselben Werte. Dort müssen sich die Probanden jedoch statt auf der Zentrifuge allerdings auf dem Fahrrad sportlich betätigen. Da bei beiden Versuchsteilen dieselben Werte gemessen werden, kann die Wirkung von körperlicher Belastung und künstlicher Schwerkraft verglichen werden.


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