Bettruhestudie SANS-CM: Radeln gegen die Schwerelosigkeit

Mit der dritten und vierten Kohorte an Probandinnen und Probanden wird die Gegenmaßnahme Radfahren (45 Minuten) mit anschließendem Tragen von Druckmanschetten an den Oberschenkeln (sechs Stunden) getestet

Die dritte Kampagne der großen NASA-Bettruhestudie SANS-CM geht gerade zu Ende, der vierte und letzte Durchgang wird Anfang Mai starten. Insgesamt zwölf Personen pro Kampagne sind für die Studie zu terrestrischen Astronautinnen und Astronauten geworden. Sie sind Teil der aktuellen Bettruhestudie zur Erforschung von Gegenmaßnahmen gegen den körperlichen Abbau bei einem Langzeitraumflug und -aufenthalt in der Schwerelosigkeit. Die Studie findet im :envihab, der luft- und raumfahrtmedizinischen Forschungseinrichtung des DLR in Köln, statt.

Für insgesamt 59 Tage sind die Probandinnen und Probanden dort: Nach einer 15-tägigen Vorbereitungsphase liegen sie für insgesamt 30 Tage ohne Unterbrechung im Bett, dann stehen sie wieder auf und bleiben für weitere 14 Tage für Reha und Nachuntersuchungen im :envihab. Zur Erinnerung: Während der Bettruhe ist das Kopfende des Betts um sechs Grad nach unten geneigt, es gibt kein Kissen. So verteilen sich die Flüssigkeiten im Körper wie in der Schwerelosigkeit: von den Beinen in Richtung Kopf. weiterlesen

Raumstation Frankenstein? Wundheilung im All

Das Bild der Hautprobe ist im Labor am MUSC in Köln während eines Tests entstanden und gibt Eindruck davon, wie sie für ihren Einsatz auf der ISS präpariert wurde, um sie am Leben zu halten. Die pinke Farbe kommt von der Nährlösung, von der die Probe komplett umgeben ist und die regelmäßig durch Pumpen ausgetauscht wird. Ansonsten würden die Zellen wegen mangelnder Nährstoffe und sich anreichender Abfallprodukte absterben. Das menschliche Gewebe für ein solches Experiment wird bei kosmetischen Operationen entnommen und mit Einverständnis der Patientinnen und Patienten für die Wissenschaft zur Verfügung gestellt .

Wie heilen genähte Wunden unter Weltraumbedingungen? Das untersucht das Experiment Suture in Space. Suture? Ja, denn hier liegt kein Tippfehler vor. Suture heißt Naht im Englischen und das Experiment geht der Frage auf den Grund, wie sich die Wundheilung der menschlichen Haut – einschließlich genähter Wunden – verändert, wenn die Schwerkraft fehlt.

Haut- und Venenproben wurden kurz vor dem Raketenstart durch ein Biologie- und Chirurgie-Team am Kennedy Space Center in Florida mit frisch genähten Wunden präpariert. Auf der ISS angekommen, waren mit Biotesc (Biotechnology Space Support Center) aus der Schweiz und dem MUSC, dem Microgravity User Support Center des DLR, zwei Kontrollzentren mit der Aufgabe betraut, die Proben neun Tage lang in einer Nährlösung „am Leben“ zu erhalten und den Heilungsprozess der Wunden zu überwachen. Am MUSC in Köln hat das Biolab-Team in Zusammenarbeit mit den wissenschaftlichen ESA-Beteiligten und den Hardware-Entwicklern das Experiment vorbereitet und von der Erde aus durchgeführt. weiterlesen

Mondflug für MARE: Unser Strahlungsmessgerät M-42 mit smarter Lösung zum Stromsparen

Ein Flugmodell des M-42-Strahlungmessgeräts des DLR mit den zwei eingestöpselten Batterien und der Batteriehalterung

Ein Teil des MARE-Experiments sind die 16 Strahlungsmessgeräte mit dem Namen M-42, die unsere Arbeitsgruppe Biophysik der Abteilung Strahlenbiologie am DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin entwickelt, getestet und jetzt auch final für die NASA-Mission Artemis-1 gebaut hat. M-42 ist ein aktives Strahlungsmessgerät. Es braucht also Strom, um den Strahlungsdetektor (eine kleine Si-Diode) und die dazugehörige Mess-Elektronik zu versorgen, um die dabei generierten Messdaten abzuspeichern. Die Stromzufuhr kann entweder direkt über ein USB-Kabel oder über Batterien erfolgen, die einfach an zwei Anschlüssen in unser M-42 eingestöpselt werden.

Das klingt im Prinzip alles ganz einfach. Aber jeder, der schon einmal gehofft hat, sein Handy möge bis zur nächsten Lademöglichkeit durchhalten, weiß um unsere Abhängigkeit von Batterien beziehungsweise Akkus und deren Kapazität. In diesem Zusammenhang haben wir gerade bei dieser Mission ein großes Problem: Unsere M-42-Messgeräte und unsere Messkörper Helga und Zohar sind zwar Teil der NASA-Mission Artemis-1, aber wir bekommen keine Daten- und Stromschnittstelle zum Orion-Raumschiff. weiterlesen

Projekt MARE: Mit der Orion zum Mond – und wieder zurück

Mit dem Raumschiff Orion soll die unbemannte NASA-Mission Artemis-I innerhalb von 42 Tagen zum Mond und wieder zurück zur Erde fliegen

Im Sommer des Jahres 2022 ist es endlich soweit: Unser MARE-Experiment fliegt mit der NASA-Mission Artemis-I einmal um den Mond. Seit Jahren haben wir auf diesen Zeitpunkt hingearbeitet und mussten damit zu leben lernen, dass es bei Weltraumprojekten immer wieder zu Verzögerungen kommt. Auch hatten wir sehr mit den Auswirkungen der Coronakrise zu kämpfen. Sie stellte uns bei der Fertigstellung des Experiments vor große und ganz neue Herausforderungen.

MARE ist das Matroshka AstroRad Radiation Experiment, mit dem wir mit den zwei "nicht-menschlichen Passagieren" Helga und Zohar die Strahlenbelastung auf dem Mondflug der Orion-Kapsel messen werden. Die beiden 95 Zentimeter großen, weiblichen Phantome sind in ihrem Inneren schichtweise (genauer: in 38 Schichten) mit Kunststoffelementen verschiedener Dichte ausgerüstet. Diese Elemente simulieren die Knochen und Organe des Körpers, zum Beispiel Lunge, Magen, Gebärmutter und Knochenmark. Zohar wird auf dem Orion-Mondflug mit der Schutzweste AstroRad, Helga ohne Schutz fliegen. So sammeln die baugleichen Modelle vergleichbare Datensätze, um die Wirksamkeit der Schutzweste bewerten und verbessern zu können. weiterlesen

Probandin berichtet aus der Bettruhe: Grüße von einer irdischen Weltraumreise

In der Kontrollgruppe der Bettruhestudie sitzen sechs Probandinnen und Probanden täglich zwei Mal drei Stunden aufrecht.

Eine der Probandinnen der zweiten Kampagne der SANS-Bettruhestudie ist im „wahren“ Leben Altenpflegerin und hat unter anderem aus diesem beruflichen Hintergrund an der Studie teilgenommen: Sie wollte die andere Seite kennenlernen, indem sie selbst bettlägerig und immobilisiert und auf die Hilfe anderer angewiesen ist. Eine ganz besondere Erfahrung für sie, die sie bereits in den ersten Tagen der Bettruhe an eine Kollegin folgendermaßen schilderte: weiterlesen

Zurück auf die Erde für täglich sechs Stunden: Die Unterdruckkammern der SANS-CM-Bettruhestudie

Die am DLR entwickelten und gebauten Unterdruckkammern

Geht man in diesen Tagen durch die Hallen und Gänge der luft- und raumfahrtmedizinischen DLR-Forschungseinrichtung :envihab, hört man ein tiefes Brummen, das immer deutlicher wird, je näher man der Probandenstation kommt. Dort findet derzeit die NASA-Bettruhestudie SANS-CM statt, bei der aktuell die Liegephase der zweiten Gruppe von Probandinnen und Probanden läuft. Die elf Personen verbringen nun ihre 30 Tage konstant in sechs Grad Kopftieflage im Bett, ohne ihre liegende Position zu verlassen. Und das Brummen hat mit dieser Studie zu tun. Es kommt von Pumpen, die außerhalb der Probandenzimmer stehen und Unterdruck erzeugen. weiterlesen

Bettruhestudie SANS-CM: Liegend dem Weltraum-Augenleiden auf der Spur

Eine Vielzahl an Augenuntersuchungen erwartet die Probandinnen und Probanden der aktuellen Bettruhestudie. Das Bild zeigt die Messung der Veränderung der Augachsenlänge mittels der sogenannten objektiven Refraktion zum Ausschluss einer Verkürzung des Augapfels.

Menschen im All – das bedeutet eine enorme Belastung für den Körper. Er ist unter anderem der Weltraumstrahlung ausgesetzt, baut Muskeln ab und Körperflüssigkeiten verschieben sich Richtung Kopf. Zum Schutz vor der Strahlung wird international an Schutzwesten geforscht, zum Beispiel bei der MARE-Mission. Gegen den Muskelschwund sind effektive Trainingsprogramme entstanden, sodass Astronautinnen und Astronauten heute auch nach Monaten auf der Internationalen Raumstation ISS kaum noch Schwierigkeiten nach der Rückkehr zur Erde haben. Allerdings kann der durch die veränderte Flüssigkeitsverteilung erhöhte Druck im Kopf zu dauerhaften Problemen führen – insbesondere für die Augen. Raumfahrende berichten immer wieder über eine Verschlechterung der Sehkraft. Es kommt bei etwa 70 Prozent zu Augenveränderungen. Temporär während des Aufenthalts im All oder auch dauerhaft.

Die Ursachen sind bislang unklar. Es gibt einige Theorien, aber keine Nachweise, warum diese Effekte einige Astronauten treffen, andere nicht. Fakt ist aber, dass es zu dem Augenleiden kommen kann. Denken wir an die Zukunft der astronautischen Raumfahrt mit Missionen zu Mond und Mars, werden Aufenthalte in Schwerelosigkeit perspektivisch immer länger dauern. Auch dann müssen Gesundheit und Sicherheit der Raumfahrerinnen und Raumfahrer erhalten bleiben. Verlässliche Präventions- und Gegenmaßnahmen sind nötig. weiterlesen

Bettruhestudie SANS-CM: Von Andockmanövern im Liegen, Gitarrenkonzerten und Wackelpudding in den Beinen

Sechs Testpersonen verbringen während der Liegephase pro Tag zweimal drei Stunden in Unterdruckkammern. Sie wurden vom DLR in Abstimmung mit der NASA gebaut und sie sorgen dafür, dass die Körperflüssigkeiten in die untere Körperhälfte "gezogen" werden.

Die erste Kampagne der SANS-CM-Bettruhestudie ist vorbei und die Vorbereitungen der Luft- und Raumfahrtmedizin des DLR für die nächste im Frühjahr 2022 laufen bereits. Während die Probandinnen und Probanden ihre letzten Tage nach ihrer 30-tägigen Bettruhe auf der Probandenstation des :envihab verbringen, arbeitet das Team an der Aufbereitung der umfangreichen Daten und der Fortsetzung der Studie mit neuen Testpersonen. Bevor sie ihre Koffer für ihren Auszug Ende November packen, um ihr eigentliches Leben wieder aufzunehmen, haben wir die Teilnehmenden nach ihren Erfahrungen befragt. weiterlesen

Bettruhestudie SANS-CM: Proband D1 blickt auf seine 30 Tage im Bett zurück

Auf der Tagesordnung der Bettruhestudie stehen eine Menge medizinischer Untersuchungen wie Augeninnendruckmessung (Bild 1), MRT (2), die Bestimmung des Herzschlagvolumens mit der sogenannten Inertgas-Rückatmung (3) oder auch Ultraschallmessungen (4)

Einfahrt auf das Gelände des DLR in Köln. Irgendwie wirkt alles noch unwirklich. Hinter mir wird sich gleich für acht Wochen die Tür des :envihab schließen. Ein komisches Gefühl steigt in mir auf, gepaart mit Neugier und Spannung. Trotz der langen Zeit, die es gedauert hat, bis die Studie endlich angefangen hat, kam es mir fast vor, als wenn mich grade jemand gefragt hat, ob ich teilnehmen möchte. Jetzt ist es soweit: Ab heute bin ich Proband D1 der neuen Bettruhestudie am DLR.

Ich bin 42 Jahre alt und im „normalen Leben“ angestellter Elektro-Meister im Facility Management eines Krankenhauses für Herz- und Kreislaufkrankheiten. Hauptsächlich bin ich dort zuständig für Gebäudeleittechnik und Energieversorgung. Wenn man wie ich an Technik interessiert ist, hat man auch eine gesunde Neugier. Ich bin auch bereit, mich 30 Tage dafür hinzulegen. weiterlesen

Bettruhestudie SANS-CM: 30 Tage Liegen für die Raumfahrt

Die Betten der aktuellen Bettruhestudie im DLR: Das Kopfende ist wie gewohnt um sechs Grad nach unten geneigt. Neu sind die Unterdruckzylinder, die den Körper ab Taille abwärts umschließen. Angewandt werden sie bei Probandinnen und Probanden für sechs Stunden pro Tag.

Was passiert mit uns in der Schwerelosigkeit? Welche Auswirkungen haben die Verhältnisse im Weltraum auf den menschlichen Körper? Wie verhindern wir unerwünschte Effekte bei einem Langzeit-Raumflug? Das sind Fragen, die sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch auf der Erde stellen. Und sie finden Antworten, trotz der Schwerkraft, die hier herrscht. Die Forschenden können sie überlisten – wie bei der aktuellen Bettruhestudie im :envihab, unserer luft- und raumfahrtmedizinischen Forschungseinrichtung. Acht Männer und vier Frauen legen sich ohne Unterbrechung 30 Tage ins Bett. Das Kopfende ist um sechs Grad nach unten geneigt, es gibt kein Kissen. Dann verteilen sich die Flüssigkeiten im Körper wie in Schwerelosigkeit: von den Beinen in Richtung Kopf. Und schon ist man irdische Astronautin oder irdischer Astronaut. weiterlesen