Test der Lungenfunktion unter Belastung. Bild: DLR, CC-BY 3.0
„Als Astronaut muss man kein Hochleistungssportler sein, aber eine gute Grundfitness ist wichtig“, so beschreibt Alexander Gerst die Anforderungen an die Fitness eines Astronauten. In der Tat hätten Leistungssportler bei einem Langzeitaufenthalt in Schwerelosigkeit größere Probleme als ein Mensch auf einem niedrigeren Trainingslevel. Leistungssportler haben oft ein vergrößertes Herz, das unter Belastung viel Blut und somit Sauerstoff durch den Körper pumpt. Fehlt die Belastung durch das regelmäßige Training, kann es zu Komplikationen kommen. „Ich trainiere derzeit rund sechs Stunden pro Woche, in der Hauptsache Cardiofitness und Muskelaufbau, außerdem noch die Schulterpartie und die Unterarmmuskulatur zur Vorbereitung auf den Außenbordeinsatz“, ergänzt Alexander. Auf der Internationalen Raumstation ISS trainieren die Astronauten täglich rund zwei Stunden. Ein Muskelaufbau ist dabei allerdings nicht möglich. Das Training verlangsamt lediglich den Abbau der Knochen- und Muskelmasse, der durch fehlende Belastung in der Schwerelosigkeit entsteht.
Um unter anderem den Trainingsplan von Alexander Gerst während seiner Mission auf der ISS genau auf seine Bedürfnisse abzustimmen, absolviert er vor dem Start umfangreiche medizinische Untersuchungen. Im DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln durchlief er Ende Februar 2014 das sogenannte „Pre-Flight Medical“, eine Untersuchung, die bisher immer im Johnson Space Center (JSC) der NASA in Houston, USA, durchgeführt wurde.
Untersuchung der Augen.
Ein Schwerpunkt des aus Medizinern der ESA und des DLR bestehenden Teams liegt auf der Untersuchung der Augen. Untersuchungsergebnisse anderer Astronauten lassen darauf schließen, dass sich die Schwerelosigkeit negativ auf die Sehkraft auswirkt. Um auf diesem Gebiet weitere wissenschaftliche Erkenntnisse zu erhalten wird hier verstärkt geforscht. Zu den Untersuchungen gehören die Optische Kohärenztomografie (OCT), Ultraschallaufnahmen der Augen sowie detaillierte Aufnahmen des Kopfes mithilfe der Magnetresonanztomographie (MRT). Während seiner Mission wird Alexander Gerst auf der ISS selbst Ultraschalluntersuchungen seiner Augen vornehmen. Wenn er im November 2014 zur Erde zurückkehrt, wird eine weitere Untersuchung stattfinden und die Daten werden verglichen. Insgesamt stehen im Rahmen von Alexanders „Blue Dot“-Mission rund 100 medizinische Experimente an.
Im Magnetresonanztomograph werden vor allem Kopf und Augen betrachtet. Bild: DLR, CC-BY 3.0
Für die beteiligten Mediziner sind die Untersuchungen alles andere als Routine: Die medizinischen Daten aller Astronauten werden in einer Datenbank der NASA gesammelt und müssen untereinander vergleichbar sein. Bei medizinischen Studien auf der Erde steht in der Regel eine große Anzahl von Probanden zur Verfügung, um wissenschaftlich verwertbare Ergebnisse zu liefern. Da die Zahl der Astronauten und ihrer Aufenthalte im All jedoch sehr begrenzt ist, müssen die untersuchenden Ärzte entsprechend geschult sein. Dabei ist es wichtig, die Untersuchungen in Houston und Köln auf denselben Geräten durchzuführen. Der Magnetresonanztomograph des DLR in Köln und der der NASA in Houston sind identlisch. So stellen die Mediziner die Vergleichbarkeit der Daten sicher. Um den NASA-Standard im DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln abzubilden, sind die DLR-Kollegen weiterhin in regelmäßigem Austausch mit ihren Kollegen im JSC.
Mithilfe der gegen Ende der Mission stattfindenden, vergleichenden medizinischen Untersuchungen lassen sich Veränderungen genau erkennen und Rehabilitationsmaßnahmen planen – so wird Alexander Gerst schnell wieder fit.
Übrigens: Zu den medizinischen „check-ups“ vor dem Raumflug gehört übrigens auch ein Besuch beim Zahnarzt – denn bei Zahnweh in 300 Kilometern Höhe ist der Weg zur nächsten Praxis weit.
Discussion: 5 comments
Fascinating reading.
Here follows a COMMENt and then a QUESTION! hehe
COMMENT:
The more I read about the effects of time spent in the ISS (reading Chris Hadfield’s book among others) the more struck I am by the parallel between „symptoms“ or weaknesses displayed by returning astronauts and those of us on earth who have developed parkinsonism/parkinson’s disease. I have been an amateur space-geek for a very long time, and years ago, long before parkinson’s, I was at the Kennedy Space Center and bought a book called „Astrofit“. When parkinson’s was triggered/accelerated in me by general anaesthesia, once I thought about exercise etc, I dug out my Astro Fit book and found its balance exercises particularly helpful.
Now when I read about inefficiencies in muscles etc in astronauts I think there is a real opportunity for some kind of exercise crossover … holding parkinson’s at bay seems to be enhanced by repatterning muscle memory, as well as full calisthenic and muscle training exercises.
QUESTION:
Please would you let me know how I may find out more details of the preparation (and subsequent rehab) of astronauts in relation to time in space?
Thank you!
Joanne
Hi Joanne,
take a look at the websites of ESA’s directorate of Human Spaceflight and Operations: https://www.esa.int/Our_Activities/Human_Spaceflight and ESA’s Astronaut Centre: https://www.esa.int/About_Us/EAC
These sites should be a good starting point.
For the blog team,
Andreas
Lieber Alexander,
für die Astronauten ist das größte Problem die fehlende Schwerkraft. Wernher von Braun hatte ja deshalb damals eine sich drehende Raumstation in Form eines Wagenrads vorgeschlagen, die durch die Rotation Gravitation erzeugt. Ich verstehe deshalb nicht, warum die ESA weiterhin auf die ISS besteht bzw. den Wünschen der USA für eine Verlängerung des Betriebs nachkommt. Wir Europäer brauchen endlich eine eigene Raumstation. Die ISS aber bitte nicht verschrotten, sondern in eine Umlaufbahn um den Mond schieben und/oder auf dem Mond aufsetzen lassen als erste internationale Mondstation natürlich dann entsprechend vor Ort nachgerüstet. Machbarbeikeitsstudie bitte in Auftrag geben, lieber CEO
Dear Dr. Gerst,
thank you for a very interesting reading. May I ask you: What are you supposed to do, when you or some of your colleagues have for example some serious abscess or when somebody breaks his leg? Are you able to do some basic or more complicated surgery during the mission? I wish you good luck and a safe flight!
With kind regards,
Jan
Hallo, ich habe Ihren Blogbeitrag gelesen, es war unglaublich, die Informationen, die Sie mit anderen geteilt haben, sind perfekt, da ich mit zusätzlichen Informationen aktualisiert werde.