In dieser Blogserie zur zweiten Kampagne der DLR-NASA-Bettruhestudie „Sensorimotor Countermeasures Study (SMC)” stellen die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln vor allem die Experimente der SMC-Studie und die Personen dahinter vor und zeigen, wie sie Maßnahmen entwickeln, um den Menschen auf eine sichere Erforschung des Weltraums vorzubereiten und auch die medizinische Versorgung auf der Erde zu verbessern.
Raumfahrt bedeutet für viele zunächst einmal Raumstation, Raketen und Rover. Ein großer Teil der Weltraumforschung beschäftigt sich jedoch mit Lebenswissenschaften wie der Medizin, der Biologie und der Anpassung des Menschen an extreme Bedingungen. Lange Aufenthalte und Missionen im Weltraum sind eine Herausforderung für fast alle physiologischen Systeme des menschlichen Körpers. Unsere Muskeln und Knochen, unser Gleichgewicht, unser Kreislauf, und sogar die Art und Weise, wie wir unsere Umwelt wahrnehmen, verändern sich.
Sport im Liegen
Eine der Gegenmaßnahmen, die während der Bettruhestudie als Mittel gegen die negativen Effekte von Schwerelosigkeit während Raumfahrtmissionen getestet werden, ist die Kombination von propriozeptivem Training mit einem Kraft- und Ausdauertraining.
Es ist wichtig, Astronautinnen und Astronauten auf diese Anpassungen vorzubereiten: Wenn ein Astronaut oder eine Astronautin nach einer Zeit in der Schwerelosigkeit auf dem Mond oder dem Mars landet, hat er oder sie keine Zeit, sich zu erholen. Sie müssen unter veränderten Schwerkraftbedingungen das Raumschiff verlassen, über unebenes Gelände laufen, Geräte bedienen und wichtige Entscheidungen treffen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass sie bei ihrer Ankunft voll einsatzbereit sind. Aus diesem Grund entwickeln wir hierfür geeignete Maßnahmen: gezielte Strategien wie Trainingsprotokolle oder Stimulationstechniken, die die Leistungsfähigkeit der Astronautinnen und Astronauten in dieser ungewohnten, risikoreichen Umgebung erhalten.
Aber wie können wir die Wirksamkeit dieser Maßnahmen vor einer Mission testen? Die Zahl der Menschen, die einen regelmäßigen Zugang zum Weltraum haben, ist zu gering, um neue Trainingsmethoden zeitnah und zuverlässig zu erproben. An dieser Stelle kommen sogenannte „Space Analogs“ auf der Erde ins Spiel. Sie ermöglichen es den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, bestimmte Aspekte der Raumfahrt hier auf der Erde unter kontrollierten und wiederholbaren Bedingungen zu simulieren. Auf diese Weise können die Auswirkungen der Maßnahmen möglichst isoliert bewertet werden.
Präzise Einstellung der Liegefläche
Mit den an jedem Bett montierten Wasserwaagen wird angezeigt, ob das Bett auch präzise in 6-Grad-Kopftieflage eingestellt ist.
Eines der etabliertesten Modelle ist die Bettruhe in Kopftieflage, bei dem gesunde Freiwillige wochen- oder sogar monatelang in Betten mit einer Neigung zum Kopf hin von minus 6 Grad liegen. Diese Position verursacht die Flüssigkeitsverschiebungen, den Muskel- und Knochenschwund und die sensomotorischen Einschränkungen, die Astronauten und Astronautinnen in der Schwerelosigkeit erfahren. Außerdem können wir auf diese Weise mehr Probandinnen und Probanden rekrutieren und verschiedene Gegenmaßnahmen testen als wir das bei „echten“ Astronautinnen und Astronauten untersuchen könnten.
Bitte nicht stören
Privatsphäre ist einerseits beim Toiletten„gang“ im Zimmer und beim Umziehen wichtig, aber auch bei verschiedenen Experimenten darf der Raum nicht betreten werden.
Am DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin führen wir in Zusammenarbeit mit der U.S.-amerikanischen Raumfahrtagentur NASA die Sensorimotor Countermeasures (SMC)-Studie durch, die dieses Modell verwendet. In vier Kampagnen mit insgesamt 48 Teilnehmerinnen und Teilnehmern untersuchen wir, wie durch verschiedene Trainingsmethoden die Koordination, das Gleichgewicht und die motorische Kontrolle erhalten werden können. Jede Variable, einschließlich Ernährung, Schlaf und Training, wird streng kontrolliert, um die wissenschaftliche Genauigkeit zu gewährleisten.
In dieser kommenden Blogserie werden wir die verschiedenen Experimente innerhalb der SMC-Studie vorstellen, die Personen, die sie durchführen, und wie diese Forschung dazu beiträgt, den Menschen auf eine sichere Erforschung des Weltraums vorzubereiten und auch die medizinische Versorgung auf der Erde zu verbessern.
