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Kurzarm-Humanzentrifuge (SAHC)



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 Zentrifuge mit liegender Versuchsperson<br>(Quelle: DLR/Markus Steur)
zum Bild Zentrifuge mit liegender Versuchsperson
(Quelle: DLR/Markus Steur)

Mit Hilfe der neuen Humanzentrifuge, die dem DLR von der ESA zur Verfügung gestellt wurde, kann eine Versuchsperson unterschiedlichen Beschleunigungen ausgesetzt werden, die bei liegenden Personen maximal das Fünffache der Erdbeschleunigung betragen können.

Im Bereich der medizinischen und humanphysiologischen Grundlagenforschung eröffnen sich durch die national einzigartige SAHC neue Möglichkeiten.

Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung sog. „countermeasures“, also Maßnahmen gegen die durch Schwerelosigkeit bedingten physiologischen Veränderungen und damit verbundenen medizinischen Risiken.

Technische Daten:
(Entsprechend den Herstellerangaben: VERHAERT SPACE, Belgien)

Max. Radius (äußerer Perimeter)

2,82 m

Max. radiale Beschleunigung (an den Füßen einer Testperson)

~ 5 g

Min. radiale Beschleunigung (an den Füßen einerTestperson)

0,1 g

Max. G-Änderungsrate (an den Füßen einer Testperson)

~ 0,4 g/s

Max. Drehzahl der Zentrifugenachse (Software Limit)

45 U/min

Min. Drehzahl der Zentrifugenachse

5,7 U/min

Anzahl und Art der Gondeln

2 Liegen
2 Sitze

Max. Tragfähigkeit/Zuladung

550 kg


Wissenschaftliche Möglichkeiten

  • Entwicklung effektiver Countermeasures für neuromuskuläre und skeletale Veränderungen bei Astronauten
  • Test auf orthostatische und neurovestibuläre Toleranz bei Piloten, Astronauten und anderen relevanten Berufsgruppen
  • Medizinische Grundlagenforschung, z. B. im Bereich des Knochenabbaus und der Muskelatrophie
  • Erforschung neurovestibulärer und kardiovaskulärer Fragestellungen
  • Entwicklung von Rehabilitatonsmaßnahmen (Orthopädie)
  • SAHC als ein Instrument bei klinischen und experimentellen Studien


 Medizinisches Aufzeichnungsgerät<br>(Quelle: DLR/Markus Steur)
zum Bild Medizinisches Aufzeichnungsgerät
(Quelle: DLR/Markus Steur)
.
 Geneigte Liegeeinheit<br>(Quelle: DLR/Markus Steur)
zum Bild Geneigte Liegeeinheit
(Quelle: DLR/Markus Steur)
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 Blick auf den Kontrollraum<br>(Quelle: DLR/Markus Steur)
zum Bild Blick auf den Kontrollraum
(Quelle: DLR/Markus Steur)
Messbare humanphysiologische und medizinische Parameter

  • Blutdruck EKG
  • Spirometrie
  • Elektromyografie
  • Augenbewegungen
  • Audioüberwachung
  • Sauerstoffsättigung
  • Elektroenzephalogramm
  • etc.


Weiterführende Informationen

Die Liegen und Sitze können variabel verstellt werden, um Personen verschiedener Körpergrößen sicher und komfortabel zu positionieren. Die Ausrichtung jeder Liege- bzw. Sitzeinheit kann leicht verändert werden, so dass die individuelle Beschleunigung an das jeweilige Versuchsdesign angepasst werden kann:

  • Radiale Ausrichtung (Translation) variabel über eine Distanz von 400mm
  • Neigung (von -10° bis +90°(Sitz) oder +45° (Bett))

Der Zentrifugenarm ist so gestaltet, dass eine Testperson von einer Transportliege auf den Arm geschoben werden kann (z. B. für Bettruhestudien).

Das Blickfeld der Probanden kann durch eine Kopfhaube von der Außenwelt abgeschirmt werden. Wäre dies nicht der Fall, würde der Proband die Rotation visuell wahrnehmen, was wiederum Gleichgewichtsstörungen und Übelkeit auslösen könnte. Diese (abnehmbaren) Kopfhauben beinhalten zusätzliche Funktionseinheiten:

  • Digitale Überwachungskamera
  • Audioverbindung mit dem Kontrollraum (Kopfhörer & Mikrofon)
  • LED-Beleuchtung (wahlweise sichtbares Licht oder Infrarot)
  • Mini –TFT-Bildschirm (Einblenden von Informationen oder Filmen möglich)

Die Versuchspersonen erhalten maximale Sicherheit, größtmöglichen Komfort sowie eine Allround-Überwachung - sowohl medizinisch als auch technisch - über das Kontrollzentrum außerhalb des Zentrifugenraums. Dieses bietet nach dem neuesten Stand der Technik alle Möglichkeiten.

Ein medizinisches Überwachungssystem, welches Pulsfrequenz, 5-Kanal-EKG, Blutdruck und Sauerstoffsättigung misst, ist auf dem Zentrifugenarm installiert. Darüber hinaus gibt es Vorrichtungen (Stromanschlüsse, Ethernet), um zusätzliches experimentspezifisches Equipment aufzunehmen.

Die gesamte Anlage ist durch ein zertifiziertes Sicherheitssystem der Schutzklasse III abgesichert und entspricht damit internationalen Standards und Anforderungen.

Um die Wirkung der Kurzarm-Zentrifuge durch zusätzliche Trainingeinheiten zu verstärken, werden in naher Zukunft mehrere Module zur Verfügung stehen (z. B. ein Schlittensystem zur Durchführung von Sprüngen und Kniebeugen, Fahrradergometer, Vibrationsplatte). So wird es möglich sein, verschiedene Übungen in die Versuchsabläufe zu integrieren.


Contact
Dr.rer.nat. Melanie von der Wiesche
German Aerospace Center

Institute of Aerospace Medicine
, Biomedical Science Support Center
Köln

Tel.: +49 2203 601-2915

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