Aachen - Weltraumkrankheit und Schwerelosigkeit: Welche Gefahren lauern im Weltall?

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Weltraumkrankheit und Schwerelosigkeit: Welche Gefahren lauern im Weltall?

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Seit US-Astronaut Bruce McCandless 1984 bei seinem ersten Alleinflug ohne Sicherheitsleine über der Erde in der Umlaufbahn schwebte, hat die Weltraummedizin große Fortschritte gemacht.
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Erklären das Thema Schwerelosigkeit mit Hilfe eines Teddybären: die Geschwister Bergita und Urs Ganse.

Aachen. Weltraumkrankheit, Schwerelosigkeit und kosmische Strahlung: Das Weltall ist faszinierend und bleibt doch ein Mysterium. Zwei Wissenschaftler haben nun das „kleine Handbuch für angehende Raumfahrer“ herausgegeben, in dem sie die komplexen Bedingungen des Weltraums in einfacher Sprache erklären.

Bergita Ganse (35) ist Fachärztin für Physiologie an der Uniklinik Aachen und hält an der RWTH die Vorlesung „Weltraummedizin“. Ihr Bruder Urs Ganse (34) ist Astrophysiker an der Universität Helsinki in Finnland. Im Interview mit Annika Thee sprechen sie über ihr Buch und darüber, welche Gefahren im Weltall lauern.

In Ihrem Buch steht, dass die amerikanische Flagge auf dem Mond inzwischen wegen der UV-Strahlung komplett weiß ist. Haben sie noch ein paar solcher Fakten auf Lager?

Bergita Ganse: In Schwerelosigkeit verändert sich die Geschmackswahrnehmung. Das liegt wahrscheinlich an der Flüssigkeitsverschiebung aus den Beinen in den Oberkörper und Kopf. Das Anschwellen der Geschmacksknospen führt dazu, dass auf der Raumstation ISS ein von der Russischen Raumfahrtbehörde hergestellter und auf der Erde als eklig geltender Shrimpscocktail die beliebteste Speise überhaupt ist.

Urs Ganse: Faszinierend ist auch die Tatsache, dass man in Schwerelosigkeit in den ersten 24 Stunden um durchschnittlich 5,5 Zentimeter wächst. Das liegt an der veränderten Körperhaltung und daran, dass die Bandscheiben nicht mehr zusammengedrückt werden. Es gab sogar einmal einen russischen Kosmonauten, der 13 Zentimeter länger geworden ist und nicht mehr in seinen Raumanzug passte. Nach der Landung schrumpft man wieder auf Normalgröße zurück.

Herr Ganse, weshalb sind sie Astrophysiker geworden?

Urs: Ich glaube, wir haben beide als Kinder sehr viel „Star Trek“ geschaut, so dass es für mich völlig normal erschien, nach dem Abitur Physik zu studieren.

Finden Sie, dass die Leute zu wenig über das Weltall wissen?

Urs: Nein, ganz im Gegenteil: Wir sind immer wieder positiv überrascht davon, wie sehr sich fast jeder für den Weltraum und die Raumfahrt interessiert. Science-Fiction-Darstellungen vermitteln jedoch häufig eine falsche Vorstellung davon, wie es im Weltraum tatsächlich vonstatten geht. Um das klarzustellen, haben wir unser Buch geschrieben.

Frau Ganse, wo lauern die größten Gefahren für die Gesundheit?

Bergita: Die Klassiker der Weltraummedizin sind der Knochen- und Muskelabbau sowie die Veränderungen des Herz- und Kreislaufsystems. Wenn Knochen und Muskeln nicht belastet werden, baut der Körper sie ab um Ressourcen zu sparen. Auch das Herz schrumpft. Wenn man auf die Erde zurückkehrt, kann dies zu erheblichen Kreislaufproblemen führen. Deshalb müssen die Raumfahrer auf der ISS derzeit jeden Tag 2,5 Stunden trainieren. Für Weltraumtouristen, die sich nur kurz im Orbit aufhalten, spielt die Weltraumkrankheit eine viel größere Rolle. Die Verwirrung des Gehirns in Schwerelosigkeit führt in den ersten Tagen zu Übelkeit und Erbrechen. Bei Langzeitmissionen lauern die größten Gefahren zum einen in den Folgen der Weltraumstrahlung und zum anderen im Auftreten von Krankheiten und Verletzungen, die zum Beispiel durch eine Operation behandelt werden müssen. Man kann ja nicht die Ausstattung eines ganzen Krankenhauses in das Volumen eines VW-Bullis stopfen und muss deshalb erhebliche Abstriche machen. Dazu kommen psychosoziale Probleme bei Isolation.

Was ist kosmische Strahlung?

Urs: Kosmische Strahlung besteht aus Sonnenwind, Überresten von Supernova-Explosionen und allen anderen Hochenergie-Prozessen, die im Universum stattfinden.

Was ist so gefährlich daran?

Bergita: Weltraumstrahlung ist gefährlich, weil sie viel mehr Energie hat als die Strahlung auf der Erde. Sie kann zum Beispiel ganze Chromosomen zerschlagen und auf verschiedene Arten Krebs auslösen. Die Raumfahrtagenturen überlegen, ältere Raumfahrer auf Langzeitmissionen zu schicken, die vermutlich eine Krebserkrankung, die erst viele Jahre später auftreten würde, altersbedingt sowieso nicht mehr erleben.

Wie können Sie auf der Erde an den Krankheiten forschen?

Bergita: Manche Dinge kann man auf der Erde erforschen und andere nicht. Die Veränderungen der Knochen, Muskeln und des Herz-Kreislaufsystems kann man in Bettruhestudien untersuchen. Dabei legt man Freiwillige für längere Zeit mit Sechs-Grad-Kopf-Tieflage ins Bett. Diese Kopf-Tieflage führt im Körper zu denselben Effekten wie die Schwerelosigkeit. Es muss zu jeder Zeit mindestens eine Schulter auf der Matratze sein. Echte Schwerelosigkeit kann man auf der Erde nur mit Parabelflügen erzielen.

Was sind sogenannte Isolationsstudien?

Bergita: Dabei geht es darum, psychologische und soziale Effekte der Abgeschiedenheit im Weltraum zu untersuchen. Eine kleine Gruppe Menschen muss auf engstem Raum zurechtkommen. Die Erforschung der Konflikte und Interventionsmöglichkeiten erfolgt zum einen in Antarktisstationen, in denen Menschen jedes Jahr für neun Monate von der Außenwelt abgeschnitten sind. Zum anderen gibt es auch Studien, in denen Menschen gezielt dafür freiwillig eingesperrt werden.

Und wie findet man Probanden für solche Studien?

Bergita: Es finden sich immer wieder Menschen, die sich für die Forschungsmethoden und den Beitrag zur Wissenschaft interessieren. Es ist die Gelegenheit, aus seinem Alltag auszubrechen. Auch sind die Aufwandsentschädigungen ein Reiz. 2019 plant die Europäische Weltraumorganisation ESA in Zusammenarbeit mit der Nasa eine 60-tägige Bettruhestudie in Köln, an der ich wissenschaftlich beteiligt bin.

Wie sieht die Zukunft der Weltraummedizin aus?

Bergita: Das ist ein kontrovers diskutiertes Thema. Während man aus dem Erdorbit jederzeit innerhalb weniger Stunden auf die Erde zurückkehren kann, stellt uns der Flug zum Mars medizinisch vor ein Dilemma. Um alle Eventualitäten abzudecken, wäre aber eine große Menge Ausrüstung erforderlich, die bisher nicht realisierbar ist. Die Nasa beschäftigt sich mit dem Thema. Dennoch wird ein Flug zum Mars eine sehr riskante Unternehmung sein. Das Spannendste in der Zukunft der Weltraummedizin ist vielleicht, dass bisher nur äußerst gesunde Menschen im All waren. Mit dem Weltraumtourismus werden aber auch zahlende Gäste den Wunsch äußern, trotz Erkrankungen einen Flug zu absolvieren.

Wie sicher ist ein Flug ins All?

Urs: Bei unbemannten Missionen gibt es gelegentlich Startunfälle, die typischerweise in großen Explosionen enden. In der bemannten Raumfahrt hingegen ist man vorsichtiger und setzt auf Technologien, die gut abgehangen sind. Die russische Sojus-Kapsel ist ein gründlich erprobtes Design aus den späten 50er Jahren. Sie waren in den letzten 40 Jahren äußerst sicher und sind mit Verkehrsflugzeugen zu vergleichen.

War einer von Ihnen schon mal im All oder zumindest schwerelos?

Urs: Nein, wir hatten beide bisher noch nicht die Gelegenheit dazu. Auf Achterbahnen waren wir schon einmal schwerelos. Das geschieht, wenn man schnell bergauf fährt und es danach wieder bergab geht.

Würden Sie sich in ein Raumschiff trauen?

Urs: Na klar. Jetzt kennen wir alle Details und würden das alles nur zu gerne einmal selbst erleben. Bergita hat es in der letzten Astronautenauswahl bis in die Runde der Tests beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt geschafft, wurde am Ende aber nicht ausgewählt.

Welche drei Gegenstände würden Sie mit ins All nehmen?

Bergita: Wenn ich dürfte, würde ich ein Gerät für Magnetresonanztomographie (MRT) mitnehmen, mit dem ich im Weltraum direkt die Veränderungen des Körpers durch die Schwerelosigkeit untersuchen könnte. Zusätzlich wären bei mir eine gute Kamera und ein Wurfspeer dabei. Mit dem schwerelosen Speer würde ich draußen im Orbit den Weltrekord im Speerwerfen brechen.

Urs: Ich würde eine Flasche Bier mitnehmen, weil ich schon immer mal wissen wollte, wie das in Schwerelosigkeit schäumt. Außerdem wären ein Strahlungsmessgerät und ein gut passender Raumanzug toll.

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