23.08.2003 / Autor: Michael Schumacher Raumfahrt > ISS

Raumfahrtbiologische Forschung

Instrumente zur raumfahrtbiologischen Forschung.

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Dosimetric Mapping (DOSMAP):
Um den innere Umgebung der International Space Station (ISS) besser zu verstehen, wird dieses Experiment die Strahlungsstärken im Innern der Raumstation und der direkten Nähe eines jeden Besatzungsmitgliedes erfassen. Die Messungen werden mit Hilfe von Thermo Luminescent Dosimeters (TLDs) durchgeführt. Die gewonnenen Daten werden bei der Bestimmung der besten Orte für Strahlenschutzschilde an Bord der Raumstation helfen, die den bestmöglichen Schutz der Besatzung während ungewöhnlich hohen Strahlungsstärken aufgrund von Sonnenausbrüchen und anderen kosmischen Phänomenen gewährleisten. Dieses Experiment wurde von der Expedition Crew (EC) 2 durchgeführt.

Bonner Ball Neutron Detector (BBND):
Das Aussetzen gegenüber Strahlung und der daraus folgenden physiologischen Schädigung ist eines der Hauptgesundheitsrisikos für die Besatzungen auf Langzeitraumflügen. Da Neutronen ladungsneutral sind, besitzen sie die Möglichkeit, tief den Körper einzudringen und möglicherweise die blutbildenden Organe zu beschädigen. Auf niedrigen Erdumlaufbahnen ist der Beitrag des Neutronenteilchens schätzungsweise etwa 20 Prozent der Gesamtstrahlung. Die Charakterisierung dieser Strahlungsumgebung wird den Wissenschaftlern dabei helfen, Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz der Besatzungen zu entwickeln. Dieses Experiment wurde von der EC-2 und der EC-3 durchgeführt.

Effects of Altered Gravity on Spinal Cord Excitability:
Ein Skelettmuskel besteht aus vielen Bewegungseinheiten. Jede Einheit besteht aus einer Gruppe von Muskelnfasern und einem Bewegungsnerv, der diese durchläuft. Bei jedem Nervenimpuls führen die Muskelfasern eine einzelne Zuckzusammenziehung durch, indem sie sich zusammenziehen und dann sofort wieder entspannen. Dieses einzelne Zucken einer einzelnen Bewegungseinheit kann als der Quantenteil der Bewegung angesehen werden. Länger andauernder Aufenthalt in der Schwerelosigkeit hat den Verlust der Muskelstärke und des Muskelvolumen sowie eine Abnahme der Knochendichte zur Folge, vor allem in den Beinen. Verringerte Rückenmarkreizung würde eine größere herunterkommende Aktivität erfordern, um die gleiche Anzahl an Bewegungseinheiten, die zur Verfügung stehen könnten, zu aktivieren. Momentan scheint die einzige effektive Problembehandlung körperliche Ertüchtigung während des Raumfluges zu sein. Keine Art der körperlichen Bewegung kann maximal effizient oder wirksam sein, falls die zur Verfügung stehenden Bewegungsnerven nicht gefährdet werden sollen. Angenommen, die verringerte Rückenmarkreizung dauert für einige Zeit nach der Landung an, würde es auch schwieriger fallen zu stehen und zu gehen. Jedoch ist kann es abhängig von den zugrunde liegenden Mechanismen möglich sein, den Prozess umzukehren, während sich der Astronaut noch im Weltraum befindet. Dieser Test ist das erste neurologische Experiment, das beabsichtigt, die Rückenmarkreizung in einer verständlichen, wiedergebbaren Art und Weise mit Hilfe des Hoffmann Reflex zu isolieren und zu messen. Der Hoffmann Reflex unterscheidet sich von einer Reaktion auf das Klopfen auf eine Sehne in zwei Beziehungen. Erstens ist der Reiz ein elektrischer Schock für die Sinnesfasern, die von den Muskelspindeln kommen im Gegensatz zu einem mechanischen Strecken dieser Rezeptoren. Zweitens ist die Reaktion eine Electromyographic (EMG) Activity, die von dem Muskel registriert wird im Gegensatz zu einem mechanischen Zusammenziehen, die auf die elektrische Aktivität folgt. Andererseits sind die zugrunde liegende Anatomie und Physiologie die gleiche. Die Methode des Hoffmann Reflex wird bevorzugt, da der Reiz besser kontrolliert und die Reaktion genauer gemessen werden kann sowie Veränderungen in der Empfindlichkeit des Muskelstreckungsrezeptors die Ergebnisse nicht beeinflussen. Dieses Experiment wurde von der EC-2, der EC-3und der EC-4 durchgeführt.

Crewmember and Crew-ground Interactions During International Space Station Missions:
Sowohl im Weltraum als auch auf der Erde durchgeführte Untersuchungen und anekdotische Berichte aus dem Weltraum deuten darauf hin, dass Veränderungen in der zwischenmenschlichen Beziehung der Besatzungen auf Langzeitraumflügen auftreten, die die Fähigkeit der Besatzungsmitglieder sicher und erfolgreich aufeinander zu wirken und die Missionsziele zu erreichen, beeinflussen können. Ziel dieser Untersuchung ist es, den Einfluss des kulturellen und sprachliche Hintergrund auf Raumflugmissionen zu messen und die Veränderungen mit der Zeit in einer Reihe von wichtigen zwischenmenschlichen Faktoren zu charakterisieren, wie zum Beispiel Anspannung, Zusammenhalt, Führungsrolle und die Beziehung zwischen den Raumflugbesatzungen und dem Überwachungspersonal auf der Erde. Diese werden bei Missionen an Bord der ISS erfolgen, indem die Besatzungsmitglieder und das Personal im Mission Control Center (MCC) eine Reihe von Fragen aus drei standardmäßigen Launen und Fragebogen zum zwischenmenschlichen Klima innerhalb der Gruppe beantworten und gefährliche Vorkommnisse aufzeichnen. Diese Messungen erfolgen mithilfe eines Computer zusammengestellten Format, die auf einer wöchentlichen Grundlage in dem Monat vor dem Start, während der Mission und nach der Landung abgeschlossen werden. Während des Trainings werden die Versuchspersonen mit Papier und Bleistift einen Fragebogen ausfüllen, der den kulturellen und sprachlichen Hintergrund beurteilt. Die gewonnenen Informationen werden bei der Definierung der Auswirkung dieser zwischenmenschlicher Faktoren helfen und zu einer verbesserten Unterstützung zukünftiger Raumflugbesatzung während des Trainings und des Fluges führen. Die Identifizierung und Definition dieser wichtigen zwischenmenschlichen Faktoren werde zu verbesserten Methoden für Besatzungsauswahl, Training, Unterstützung während des Fluges und Übergang zurück in die Gesellschaft führen. Dieses Experiment wurde von der EC-2, der EC-3, der EC-4, der EC-5, der EC-7, der EC-8 und der EC-9 durchgeführt.

Subregional Assessment of Bone Loss in the Axial Skeleton in Long-term Space Flight:
Knochenschwund aufgrund von Langzeitraumflügen bleibt trotz der gegenwärtige Gegenmaßnahmen weiterhin ein ernstes Problem. Um die Auswirkungen der Mikrogravitation, besonders auf das Längsskelett besser zu verstehen, wird dieses Experiment fünfzehn Versuchspersonen vor dem Start, unmittelbar nach der Landung und ein Jahr nach der Landung betrachten. Die drei Hauptziele des Projektes sind, die Verteilung des Knochenschwundes zwischen den Hüllen des Zentralskelettes zu verstehen, die Knochenmasse nach der Landung wiederzugewinnen sowie das Ausmaß dieser Veränderungen mit der Dichte der Bone Mineral Density (BMD) Messungen bei gesunden Männern und Frauen zu vergleichen. Um die Knochen zu betrachten, werden die Forscher die Quantitative Computed Tomography (QCT) für das Wirbelsäule und die Hüfte, die Dual X-ray Absorptiometry (DXA) für die Wirbelsäule, die Hüfte und das Fersenbein sowie Ultraschall für das Fersenbein. Als eine weitere Folge wird dieses Experiment außerdem das Ausmaß feststellen, in dem DXA Messungen bedeutende örtliche Veränderungen unterbewerten, die das Risiko einen Bruches beeinflussen. Da die DXA Ausrüstung sperrig und ziemlich teuer ist, wird dieses Experiment auch einen Blick auf die Quantitative Ultrasound (QUS) Vorrichtungen für das Fersenbein richten, die billig und langlebiger sind, sowie die Messungen, die mit der QUS angefertigt wurden mit denen von der DXA oder QCT vergleichen, um festzustellen, ob QUS eine annehmbare Alternative zu DXA für eine mögliche Nutzung während des Fluges darstellt. Dieses Experiment wurde von der EC-2, der EC-3, der EC-4, der EC-5, der EC-6, der EC-7, der EC-8 und der EC-9 durchgeführt.

Effects of Microgravity on the Peripheral Subcutaneous Veno-arteriolor Reflex in Humans:
Wenn eine Person steht, sammelt sich im unteren Teil des Körpers und in den Beinen Blut an. Dies führt zu einer verringerten Sättigung des Herzens, was in einer Verringerung des Blutdrucks und des Rhythmus resultiert, falls die Reflexregulierung der Zirkulierung behindert ist. Ein wichtiger Mechanismus, der zum Schutz der Zirkulierung aktiviert wird, ist ein örtlicher Reflex in den Muskeln und der Haut. Dieser Reflex wird durch die Ansammlung des Blutes in den Beinen während des aufrechten Stehens hervorgerufen. Nach dem Raumflug ist die Fähigkeit, den Blutdruck während des aufrechten Stehens zu regulieren, geschwächt, was die Funktionskapazität des Gehirns des Besatzungsmitgliedes während dem Wiedereintritt und der Landung ernsthaft hemmt. Zurzeit gibt es keine wirkungsvolle Behandlung, um das durch Raumflüge verursachte Nichtertragen der vorzubeugen. Diese Untersuchung wird den Mechanismus dieses Syndroms durch die Nutzung der 133Xenon Washout Technique erforschen, die den örtlichen Blutfluss überwacht, besonders das Ausmaß, inwieweit das Gefäßbett unter der Haut aktiv ist, den Blutdruck zu schützen sowie eine wichtige Grundlage für Entwicklung von Behandlungen des Nichtertragens der neuromuskulären Regulation des aufrechten Stehens legen. Dieses Experiment wurde von der EC-3, der EC-4 und der EC-5 durchgeführt.

Effects of Extravehicular Activity and Long-Term Exposure to Microgravity on Pulmonary Function:
Dieses Experiment wird die Auswirkungen des langfristigen Ausgesetztseins gegenüber der Mikrogravitation sowie die Auswirkungen von Extravehicular Activities (EVAs) auf die Lungenfunktion. Eine längere Untersuchung bei zwei oder mehreren Besatzungen auf der Raumstation ist geplant, die die Aspekte der Lungenfunktion misst, die außerdem von dem langfristigen Ausgesetztseins gegenüber schädlicher Gase oder spezieller Substanzen, die in der Raumstationsatmosphäre vorhanden sind, beeinflusst werden kann. Zudem wird es die Auswirkungen von EVAs bewerten, die ein bedeutendes Risiko der Dekompressionskrankheit mit sich bringen, darunter das Auftreten von Blasen innerhalb des Lungenkreislaufes. Selbst wenn die Symptome der Dekompressionskrankheit nicht auftreten, könnten kleinste Gasblasen aus den Venen die Lungenfunktion verändern. Nichteingreifende Tests der Lungenfunktion, die durch Veränderungen in den Lungengefäßen verändert wird, sind ein ideeller Weg, eine Versuchsperson über eine Reihe von mehreren EVAs zu verfolgen. Dieses Experiment wurde von der EC-3, der EC-4, der EC-5 und EC-6 durchgeführt.

Renal Stone Risk During Space Flight - Assessment and Countermeasure Validation:
Die Entwicklung eines Nierensteins in einem Astronauten könnte ernsthafte Auswirkungen auf die Missionsziele und die Gesundheit der Besatzung haben. Dieses Experiment ist dazu bestimmt, Kaliumzitrat als mögliche Gegenmaßnahme gegen das ansteigende Risiko von Nierensteinen während unterschiedlich langen Raumflügen zu testen. Sowohl Besatzungsmitglieder auf Langzeit- und Kurzzeitraumflügen werden untersucht, indem Urinproben vor, während und nach dem Flug gesammelt werden. Dieses gesteigerte Risiko kann mit dem Schwund der Knochenmasse auch aufgrund der Mikrogravitation zusammenhängen. Zur Erforschung einer möglichen Gegenmaßnahme werden die Besatzungsmitglieder in diesem Experiment entweder Kaliumzitrat oder ein Placebo einnehmen. Kaliumzitrat ist eine auf der Erde erprobte Therapie, wurde jedoch noch nicht im Weltraum ausprobiert. 20 Versuchspersonen an Bord des Space Shuttle an der ISS werden in diese Untersuchung eingebunden sein. Durch die Überwachung der Nahrungsmittel- und Flüssigkeitsaufnahme sowie der körperlichen Ertüchtigung sollen andere Einflüsse auf die Mineralbestandteile im Urin festgestellt werden. Dieses Experiment wird außerdem Daten von Untersuchungen auf der Erde und während früheren Space Shuttle Missionen mit den Daten verbinden, die von den 20 Versuchspersonen gewonnen wurden, um die Auswirkungen der Bildung von Hydraten als eine andere Gegenmaßnahme zu betrachten. Dieses Experiment wurde von der EC-3, der EC-4, der EC-5, der EC-6 und der EC-8 durchgeführt.

Extravehicular Activity Radiation Monitoring (EVARM):
Der Zweck des Experimentes EVARM liegt in der Durchführung von Flugexperimenten, die die Strahlungsdosen, denen die Astronauten während EVAs ausgesetzt sind, charakterisieren. Diese Messungen beinhalten Dosen der Haut, des Auges sowie der blutbildenden Organe und werden durchgeführt, indem eine verhältnismäßig neue Art eines elektronischen Strahlungsdosimeters, der Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) genutzt wird. Diese Informationen werden für das gesamte Gebiet der Weltraumstrahlenmessung wichtig sein, indem sie bei der Bestimmung der Teile des menschlichen Körpers helfen, die den höchsten Strahlungsstärken ausgesetzt sind, so dass die routinemäßige Strahlungsmessungsüberwachung in der Zukunft, zum Beispiel bei Missionen an Bord der Raumstation an den geeigneten Stellen des menschlichen Körpers durchgeführt werden wird. Zusätzlich wird die Untersuchung der Konstruktion zukünftiger Abdeckungen nützen, da sie das Strahlungsfeld innerhalb des Raumanzuges charakterisieren wird. Dieses Experiment wurde von der EC-4, der EC-5 und der EC-6 durchgeführt.

Effect of Prolonged Space Flight on Human Skeletal Muscle:
Genauso wie Ingenieure Technologien entwickeln, die Menschen zum Mars bringen sollen, suchen Wissenschaftler auch nach Wegen um sicherzustellen, dass die Raumfahrer gesund auf dem Mars ankommen, in der Lage sind, zu arbeiten sowie gesund zur Erde zurückzukehren. Eines der durch die längeren Aufenthalte im Weltraum am meisten beeinflussten menschlichen Systeme ist das Nervenmuskelsystem. Vergangene Weltraummissionen zeigten, dass die Schwerelosigkeit eine Verschlechterung der Muskelfasern, der Nerven und der körperlichen Stärke verursachen kann. Die Forscher führen eine Biopsie an den Wadenmuskeln der Besatzungsmitglieder vor und nach ihrem Aufenthalt an Bord der ISS durch. Diese soll es den Wissenschaftlern ermöglichen, mit der Entwicklung eines Gegenmaßnahmenprogrammes in Form sportlicher Übungen während des Raumfluges zu beginnen, das darauf zielen soll, dass die Muskeln der Besatzungsmitglieder ihre Spitzenleistungsfähigkeit während langen Weltraumflügen behalten. Dieses Experiment wurde von der EC-5, der EC-6, der EC-7, der EC-9 und der EC-10 durchgeführt.

Promoting Sensorimotor Response Generalizability - A Countermeasure to Mitigate Locomotor Dysfunction After Long-Duration Space Flight:
Astronauten, die von einem Raumflug zurückkehren, können Schwierigkeiten beim Gehen haben, da sich das Gehirn wieder anpassen muss, Körperbewegungen in einer Schwerkraftumgebung durchzuführen. Zurzeit sind keine wirkensvollen Gegenmaßnahmen vorhanden, um die Ursachen dieser Schwierigkeit zu lindern. Das Ziel dieser Untersuchung liegt darin, einen Trainingsplan während des Raumfluges zu entwickeln, der Wiedererlangung der Fortbewegungsfunktion nach lang andauernden Raumflügen beschleunigt. Dieses Experiment umfasst zwei körperliche Überprüfungen, die vor und nach dem Langzeitraumflug durchgeführt werden, um zu bestimmen, ob ein spezieller Trainingsplan unter der Mitbenutzung des Laufbandes der Raumstation den Astronauten dabei hilft, sich schneller zu erholen, wenn sie zur Erde zurückkehren. Wie schnell sich der Körper eines Astronauten nach einem Langzeitraumflug wieder an die Schwerkraft anpasst ist sowohl für Raumstationsmissionen und alle zukünftigen Langzeitmissionen innerhalb unseres Sonnensystems sehr wichtig. Astronauten auf einem Langzeitraumflug zum Mars müssen ziemlich bald nach ihrer Ankunft auf dem Planeten körperlich fit sein. Die Fähigkeit körperlich fit zu sein ist ebenfalls wichtig, falls irgendeine Notsituation, die körperliche Arbeit erfordert, kurz nach der Ankunft der Besatzung auftritt. Dieses Experiment wurde von der EC-5, der EC-6, der EC-7, der EC-8, der EC-9 und der EC-10 durchgeführt.

Space Flight-Induced Reactivation of Latent Epstein-Barr Virus (EBV):
Jedes Mal wenn Astronauten unseren Planeten verlassen, nehmen sie kleine blinde Passagiere mit, Viren, die sich in ihren Körpern seit ihrer Kindheit verbergen. Diese Viren beinhalten normalerweise Epstein-Barr, Herpes und Windpocken. Diese Viren haben eine spezielle Bedeutung für Astronauten, da deren Immunsysteme durch die einzigartigen Belastungen eines Raumfluges oftmals geschwächt sind. Wenn sie nicht von gewöhnlichen Abwehrkräften des Körpers zurückgehalten werden, können sich diese Viren reaktivieren und möglicherweise ernsthafte gesundheitliche Probleme für Raumfahrer darstellen. Forscher von der University of Texas Medical Branch (UTMB) in Galveston und vom Johnson Space Center (JSC) der National Aeronautics and Space Administration (NASA) in Houston untersuchen, wie Raumflüge gerade einen dieser Viren, den EBV beeinflussen. Der EBV wird als mögliches Kennzeichen von verminderter Funktion des Immunsystems bei Raumfahrern gesehen. Dieser spezielle Virus wurde mit Lymphknotenentzündung, chronischer Müdigkeit sowie ansteckender Mononukleose in Verbindung gebracht. Dieses Experiment wurde von der EC-5, der EC-6 und der EC-9 durchgeführt.

Test of Midodrine as a Countermeasure Against Postflight Orthostatic Hypotension:
Diese Untersuchung soll eine Gegenmaßnahme zum Schutz vor Überbeanspruchung durch aufrechtes Stehen nach einem Raumflug bewerten. Eine Überbeanspruchung durch aufrechtes Stehen ist die Unfähigkeit einen ausreichenden Blutdruck aufrechtzuerhalten, wenn man aufsteht, was zu Ohnmacht führen kann. Dieses Experiment überprüft die Fähigkeit des Medikamentes Midodrine, das Auftreten und beziehungsweise oder die Schwere der Überbeanspruchung durch aufrechtes Stehen bei zurückkehrenden Astronauten zu vermindern. Die Auswirkungen des Medikamentes Midodrine werden mit Hilfe einer Betriebskippüberprüfung. Eine Überprüfung zur Verträglichkeit des Medikamentes beziehungsweise zur Bekanntmachung mit dem Medikament wird ungefähr 90 Tage und eine Kippüberprüfung zehn Tage vor dem Start durchgeführt. Nach der Kippüberprüfung wird das Besatzungsmitglied einen kurzen Fragebogen ausfüllen, bevor es den Überprüfungsraum verlässt. Am Tag der Landung werden dem Besatzungsmitglieder zehn Milligramm Midodrine verabreicht werden, nachdem eine Blutprobe entnommen wurde. Das Entnehmen von Blutproben wird alle 15 Minuten wiederholt. Eine Betriebskippüberprüfung wird 60 Minuten nach der Verabreichung von Midodrine abgeschlossen werden. Nach dem Abschluss der Kippüberprüfung werden weiterhin alle 15 Minuten Blutproben entnommen bis zwei Stunden vergangen sind. Die Forscher müssen verstehen, wie sich die verschiedenen Körpersysteme bei langen Aufenthalten an die Mikrogravitation anpassen, genauso wie sie sich nach der Rückkehr zur Erde anpassen. Diese Informationen sind sowohl für weitere Raumstationsmissionen als auch für alle zukünftigen Langzeitraumflüge innerhalb unseres eigenen Sonnesystems wichtig. Dieses Experiment wurde von der EC-5 durchgeführt.

Monitoring of Heart Rate and Blood Pressure During Entry, Landing, and Egress - An Index of Countermeasure Efficacy:
Gewöhnliche Behandlungen für das Nichtertragen des aufrechten Stehens, wie zum Beispiel Flüssigkeitszunahme oder Antischwerkraftanzüge sind nur für einen Teil der Astronauten wirkungsvoll. So gut wie jeder Astronaut, der aus dem Weltraum zurückkehrt, leidet weiterhin in einigen Stadien des Nichtertragens des aufrechten Stehens. Folglich gibt es noch eine beträchtliche Bemühung Gegenmaßnahmen zu entwickeln. Eine Reihe von Gegenmaßnahmen wird vorgeschlagen beziehungsweise entwickelt, wie zum Beispiel pharmazeutische Eingriffe, Trainingspläne oder sogar Vorgehensweisen in Zentrifugen während des Fluges. Die Verfahrensweise der Beobachtung während des Wiedereintrittes wird die Wirksamkeit verschiedener Gegenmaßnahme mit Messungen körperlicher Parameter, wie zum Beispiel die Herzschlagrate und der Blutdruck, vor Ort bestimmen, während sich die Schwerkraftstufen von Mikrogravitation über Hypergravitation zur Erdanziehungskraft während dem Wiedereintritt, der Landung und dem Ausstieg verändern. Dieses Experiment wurde von der EC-5 und der EC-6 durchgeführt.

Chromosomal Aberrations in Blood Lymphocytes of Astronauts:
Während Raumflügen sind die Astronauten ionisierter Strahlung unterschiedlicher Arten ausgesetzt. Die Verbindung der Aberrationen von Chromosomen mit einem erhöhen Krebsrisiko wird hilfreich sein, um Raumflugmissionen sorgfältig zu planen. Um den genetischen Einfluss dieser Strahlung zu bewerten, wird Blut vor und direkt nach den Flügen entnommen. Die Proben werden auf Aberrationen von Chromosomen untersucht. Ein quantitativer Vergleich zwischen den Abweichungswerten vor und nach dem Flug wird Informationen über die chromosomenbrechenden Auswirkungen der kosmischen Strahlen in den Blutlymphozyten von Astronauten geben. Informationen werden über die Beteiligung jedes Chromosomenpaares an der Abweichungsformung sowie über die Verteilung der verschiedenen Abweichungsarten zwischen und innerhalb der Chromosomen gewonnen. Dieses Experiment wurde von der EC-6, der EC-7, der EC-8, der EC-9 und der EC-10 durchgeführt.

Foot/Ground Reaction Forces During Spaceflight (FOOT):
Ohne geeignete Gegenmaßnahmen können Astronauten bei Raumflügen genauso viel Knochenmineralien in den unteren Gliedmaßen in einem Monat verlieren, wie eine Frau nach den Wechseljahren normalerweise in einem Jahr verliert. Die Muskelkraft kann ebenfalls schnell während eines Raumfluges verloren gehen. Solche Schwächungen als Ergebnis eines lang andauernden Aufenthaltes in der Mikrogravitation haben wichtige Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit und Sicherheit während Raumflugmissionen und somit ist die Erkennung von Mechanismen und Gegenmaßnahmen für solche Veränderung von hoher Wichtigkeit für die NASA. Es wird weithin davon ausgegangen, dass Veränderungen in den Knochen und Muskeln direkt mit der Abnahme der mechanischen Belastung in Verbindung stehen. Diese Hypothese wird durch die Tatsache unterstützt, dass normalerweise wenige oder keine Knochenmineralien von den oberen Gliedmaßen verloren gehen, die sogar häufiger in der Erdumlaufbahn als auf der Erde gebraucht werden. Ziel dieses Experimentes ist es, die Beziehung zwischen der Belastung des menschlichen Körpers und Veränderung im Muskelskelettsystem während eines Raumfluges zu quantifizieren und zu erforschen. Dieses Experiment besitzt die Möglichkeit neues wichtiges Licht auf die Gründe für Knochen- und Muskelabbau während Raumflügen und auf den Entwurf von Übungen als Gegenmaßnahmen zu werfen. Die Daten sollen die Auswahl der Dosis für die mechanische Belastung ermöglichen, die anhand der Messungen, die bei dieser Untersuchung durchgeführt werden, ermöglichen. Im Idealfall sollen sportliche Übungen als Gegenmaßnahmen die entscheidende mechanische Eingabe ersetzen, der auf der Erde vorhanden ist aber im Weltraum fehlt. Die Umgebung an Bord der ISS bietet die idealen Voraussetzungen, in der die Hypothese des Experimentes untersucht werden kann. Zusätzlich haben die in diesem Experiment zu erforschenden Theorien Bedeutung für das Verständnis, Vorbeugung und Behandlung von Knochenschwund auf der Erde, der ein wichtiges allgemeines Gesundheitsproblem darstellt. Dieses Experiment wurde von der EC-6 und der EC-8 durchgeführt.

Advanced Diagnostic Ultrasound in Microgravity (ADUM):
Bei diesem Experiment werden auf dem Boden basierende Untersuchungen und Sitzungen in der Erdumlaufbahn dazu verwendet, um die Genauigkeit von Ultraschall bei möglichen medizinischen Notfällen im Weltraum vorzuführen und Datenverdichtungsalgorithmen für die telemedizinische Beaufsichtigung zu optimieren. Ziel dieses Experimentes ist es, die Genauigkeit von Ultraschall unter neuartigen klinischen Bedingungen zu bestimmen und Ultraschall als eine durchführbare Möglichkeit zur Beobachtung von Knochenänderungen während der Mission zu bewerten. Die Demonstration der Nutzbarkeit von Ultraschall in ausgewählten Notfällen hat eine bedeutende betriebliche Wichtigkeit. Des weiteren würde die Überprüfung der vorgeschlagenen fortschrittlichen Ultraschalltechniken und telemedizinischen Strategien weit verbreitete Anwendungen bei Notfällen und Pflege auf der Erde besitzen. Dieses Experiment wurde von der EC-8, der EC-9 und der EC-10 durchgeführt.

Behavioral Issues Associated With Isolation and Confinement - Review and Analysis of Astronaut Journals:
Eine vorausgegangene Inhaltsanalyse von Logbüchern, die während Expeditionen auf der Erde geführt wurden, stellten quantitative Daten zur Verfügung, auf was eine Ranganordnung von Verhaltensäußerungen bezüglich Hervorstehen oder Wichtigkeit gestützt wird. Dieses Experiment wird die Hypothese prüfen, dass die entsprechenden Bedingungen ein annehmbares Muster für Raumschiffe bereitstellen, das heißt die Ergebnisse der vorausgegangenen Untersuchung zu bekräftigen oder zu widerlegen. Das Ziel der Untersuchung ist es Daten über Verhaltens- und menschliche Faktoren zu erhalten, die für den Entwurf der Ausrüstungen und Verfahrensweisen wichtig sind, um Anpassung und anhaltende menschliche Leistungsfähigkeit während Langzeitraumflügen zu unterstützen. Die Ergebnisse der Untersuchung werden quantitative Daten zur Verfügung stellen, auf was Entscheidungen bezüglich des Vorranges gestützt werden, der auf die verschiedenen Verhaltensäußerungen gesetzt werden sollte, um sich auf lang andauernde Missionen in der Erdumlaufbahn sowie Mond- und Planetenexpeditionen vorzubereiten. Während sich die Besatzungsmitglieder in der Erdumlaufbahn aufhalten werden sie wenigstens drei Mal pro Woche Logbucheinträge in ein persönliches Logbuch vornehmen. Das Logbuch kann entweder elektronisch oder auf Papier geführt werden. Zusätzlich zu den Logbucheinträgen werden die Besatzungsmitglieder auch zu Halbzeit ihrer Mission einen sehr kurzen Fragebogen ausfüllen, der nur in elektronischer Form vorhanden ist. Dieses Experiment wurde von der EC-8 durchgeführt.
 
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