Maßnahmen gegen negative Effekte der Schwerelosigkeit

Bettruhestudien für Weltraum-Missionen von morgen

Das Kopfende der Betten ist um 6 Grad nach unten geneigt
Das Kopfende der Betten ist um 6 Grad nach unten geneigt
Bild 1/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Das Kopfende der Betten ist um 6 Grad nach unten geneigt

Die leichte Schräglage der Probandenbetten gewährleistet, dass sich die Körperflüssigkeiten - wie auch bei den Astronauten in Schwerelosigkeit - Richtung Kopf verschieben.

Bettruhe-Studie im :envihab
Bettruhe-Studie im :envihab
Bild 2/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Bettruhe-Studie im :envihab

Das DLR startete am 25. März 2019 gemeinsam mit der europäischen Weltraumorganisation ESA und der amerikanischen Weltraumbehörde NASA mit AGBRESA (Artificial Gravity Bed Rest Study) die erste gemeinsame Langzeit-Bettruhestudie. Erstmals wird dabei der Einsatz von künstlicher Schwerkraft als mögliche Maßnahme gegen die negativen Effekte der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Organismus untersucht.

Experimente auf dem Kipptisch
Bild 3/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Experimente auf dem Kipptisch

In der Studie "SpaceCOT" legen Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ihre Probanden auf einen Kipptisch, um deren Reaktionen auf die Kopftieflage zu erfassen.

Kurzarm-Humanzentrifuge in :envihab
Kurzarm-Humanzentrifuge in :envihab
Bild 4/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Kurzarm-Humanzentrifuge in :envihab

Die Kurzarmzentrifuge in :envihab am DLR-Standort Köln bietet Möglichkeiten, körperliches Training zum Erhalt der Fitness bei variablen Schwerkraftbedingungen durchzuführen. Bei AGBRESA wird sie eingesetzt, um zu prüfen, ob sie als Gegenmaßnahme gegen die Negativeffekte der Schwerelosigkeit eingesetzt werden kann.

Nahinfrarotspektroskopie am Probanden
Bild 5/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Nahinfrarotspektroskopie am Probanden

Mit einem Nahinfrarotspektroskop werden bei der Studie "SpaceCOT" im DLR Veränderungen des Blutflusses im Gehirn gemessen.

Sollen Astronauten künftig für lange Zeit im Weltraum oder auf dem Mond und Mars leben, müssen effektive Maßnahmen gegen die negativen Effekte der Schwerelosigkeit entwickelt werden. Ohne Gravitation bilden sich Muskeln und Knochen stark zurück, Körperflüssigkeiten verschieben sich in die obere Körperhälfte und das ganze Herz-Kreislauf-System wird weniger beansprucht und verliert an Leistungsfähigkeit. Kurz: Im Vergleich zur Degeneration auf der Erde läuft sie im All wie im Zeitraffer ab.

Die humanphysiologische Schwerelosigkeitsforschung ist nicht nur für Astronauten zum Erhalt der Gesundheit und Leistungsfähigkeit im All wichtig, sondern auch für den Menschen auf der Erde. Darum bedeutet Raumfahrtmedizin genauso Gesundheitsforschung für die Erde.

Liegen für die Wissenschaft

Bettruhestudien sind in der weltraummedizinischen Forschung der Goldstandard, um die Wirkung von Schwerelosigkeit auf den Körper auf der Erde zu simulieren. Die Effekte, die bei Probanden in Langzeit-Bettruhestudien auftreten, sind vergleichbar mit denen von Raumfahrern im Weltraum. Je nach Forschungsfrage hat es sogar Vorteile, Aspekte zunächst auf der Erde zu simulieren, denn auf der Erde lassen sich die Bedingungen leichter kontrollieren.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat in der Vergangenheit viel Erfahrung auf dem Gebiet der Kurzzeit- und Langzeit-Liegestudien gesammelt. Im Jahr 2019 ist AGBRESA (Artificial Bed Rest Study) die erste gemeinsame Langzeit-Bettruhestudie von DLR, NASA und ESA. In der DLR-Forschungsanlage :envihab am Standort Köln setzen die Forscherinnen und Forscher erstmalig Fahrten auf einer Kurzarmzentrifuge ein und testen, ob künstlicher Schwerkraft eine taugliche Maßnahme gegen Knochen- und Muskelschwund sein kann.

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