Wie Astronauten im Weltraum gesund und fit bleiben

Der Weltraum war noch nie ein angenehmer Ort zum Leben. Ein Aufenthalt im Weltraum und ein längeres Leben in der Mikrogravitation haben vielfältige Auswirkungen auf den menschlichen Körper, von Sehstörungen bis hin zu Flüssigkeitsansammlungen im Oberkörper. Die Schwerelosigkeit, die es Astronauten ermöglicht, sich zu drehen, zu wenden und in der Luft zu schweben, mag zwar Spaß machen, doch die fehlende Schwerkraft führt zu einer Schwächung der Körpermuskulatur, da sie weniger beansprucht wird.

Um dem Verlust von Muskelmasse und Knochendichte entgegenzuwirken, der durch das Leben in der Schwerelosigkeit über lange Zeiträume hinweg entsteht, müssen Astronauten mindestens eine Stunde täglich trainieren. Die wissenschaftliche Erforschung des Gesundheitsschutzes im Weltraum ist eines der Hauptziele der Wissenschaftler, die die Internationale Raumstation (ISS) betreiben. Jedes Jahr werden auf der ISS eine Reihe von Experimenten durchgeführt, um die körperliche und geistige Gesundheit der Astronauten im Dauereinsatz zu untersuchen.

Ein wichtiges Forschungsgebiet, in das oft viel investiert wird, ist die Entwicklung von Gesundheitsüberwachungssystemen, die Astronauten bei ihrer Arbeit nicht behindern. Ein Beispiel ist das von der kanadischen Raumfahrtbehörde entwickelte Bio-Monitor-System. Dabei handelt es sich im Wesentlichen um ein intelligentes Hemd mit integrierten Sensoren, die Faktoren wie Puls, Blutdruck, Atemfrequenz und Hauttemperatur messen können. Zusätzlich gibt es ein Stirnband zur Überwachung des Blutsauerstoffgehalts. Derzeit wird dieses System auf der ISS getestet, in der Hoffnung, dass es künftig nicht nur für Astronauten, sondern auch auf der Erde für medizinische Zwecke, Sportforschung und Telemedizin eingesetzt werden kann.

Myotone, eine weitere Idee der Europäischen Weltraumorganisation, sind im Wesentlichen kleine Geräte zur Messung der Muskelsteifheit. Sie könnten eingesetzt werden, um die Wirksamkeit von Astronauten-Trainingsprogrammen zu testen und sicherzustellen, dass keine wichtigen Muskelgruppen vernachlässigt werden und sich verschlechtern könnten.

Astronauten können jedoch nicht nur unter körperlichen Problemen leiden. Auch kognitive und sensorische Funktionen können durch die Schwerelosigkeit beeinträchtigt werden, weshalb auch dieser Aspekt genau beobachtet werden muss.

Dies geschieht beispielsweise durch Motorkontrolltests, die durch komplexe Simulationen wie Fahren oder Fliegen gemessen werden. Beispielsweise erfordert eine simulierte Fahraufgabe, dass der Astronaut Hindernisse in Raum und Zeit richtig wahrnimmt und darauf reagiert sowie mehrere Aufgaben gleichzeitig ausführen kann.

Darüber hinaus gibt es fortgeschrittenere Messungen wie VECTION, die untersucht, wie sich Mikrogravitation auf die Bewegungswahrnehmung auswirkt. Auf der Erde können wir Signale des Gleichgewichtssystems nutzen, um die Position eines Objekts zu bestimmen, Astronauten müssen sich jedoch an die fehlende Schwerkraft anpassen. Dieses Experiment nutzt Head-Mounted-Displays, um zu testen, ob Astronauten beispielsweise die Höhe eines Objekts auch ohne Schwerkraftsignale genau einschätzen können.