Medizin, Biologie und Roboterangelegenheiten

Die Woche auf der ISS war von medizinisch-biologischen Experimenten, Robotertests und obligatorischen Wartungsarbeiten bestimmt. Außerdem wurden auf der Erde überwiegend Städte ins Visier verschiedener Kameras genommen.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA.

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Gennadi Padalka trainiert auf dem Laufband. Medizinisch relevante Daten werden dabei aufgezeichnet.
(Bild: NASA)

Zu Beginn eines Langzeitaufenthaltes werden zunächst viele medizinische Parameter aller Besatzungsmitglieder gemessen, um im Verlaufe des Aufenthaltes in der Schwerelosigkeit auftretende Veränderungen später genau bestimmen zu können (u. a. Experimente CCISS, Periodic Health Status und Pnevmokard). Messungen der Wadenmuskulatur, der Körpermasse, des Blutdrucks, der Herz-Kreislauf- und Lungenfunktion gehören ebenso dazu wie Durchblutungsmessungen (Hirn, Finger sowie Photoplethysmogramm), Aufzeichnung von Herzgeräuschen, Atemfrequenzbestimmung, Urin- und Blutanalysen. Dazu dient eine ganze Reihe von Experimenten und Routineuntersuchungen, denen sich Gennadi Padalka, Michael Barratt und Koichi Wakata unterzogen.

Bei der Massebestimmung kann man keine normale Waage verwenden. Stattdessen kamen in Swesda und Columbus verschiedene Geräte zum Einsatz, bei denen ein Balken, an dem der Raumfahrer festgeschnallt ist, in Schwingungen versetzt wird. Bei bekannter Federkonstante lässt sich aus der Periodendauer die (träge) Masse berechnen. Weitere Experimente zum Komplex Physiologie waren Nutrition (Einfluss der Ernährung auf körperliche Veränderungen), SLEEP (Schlaf-Wach-Rhythmus), BIORHYTHM (Langzeit-EKG), Sonokard (kontaktfreie Überwachung möglichst vieler Körperfunktionen im Schlaf und beim Sport), Hematokrit (Messung der Abnahme der Anzahl der roten Blutkörperchen bei längeren Raumflügen) und Bisphosphonates (Medikamente gegen Knochenabbau).

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Koichi Wakata auf der “Waage” SLAMMD (Space Linear Acceleration Mass Measurement Device)
(Bild: NASA)

Aber auch psychische Veränderungen werden erforscht. Bodies in the Space Environment (BISE) untersucht mittels PC und einer „Brille“, mit der alles außer dem Bildschirminhalt ausgeblendet wird, wie Raumfahrer in der Schwerelosigkeit oben und unten empfinden. Dazu sehen sie die Buchstaben p und d auf verschiedenen Hintergrundbildern. Die Buchstaben sind praktisch identisch, wenn man sie um 180° dreht. Die Raumfahrer müssen sich nun kurzfristig entscheiden. Präfrontale Hirnfunktionen und räumliche Wahrnehmung sind genauso Forschungsgegenstand wie der Einfluss der Gravitation auf Hirnaktivitäten.

Im Rahmen von WinSCAT (Spaceflight Cognitive Assessment Tool for Windows) werden mittels Frage-Antwort-Test die kognitiven Fähigkeiten in Abständen von 30 Tagen bestimmt. Untersucht werden Lern- und Konzentrationsfähigkeit, Aufmerksamkeit, Kurzzeitgedächtnis, räumliches Vorstellungsvermögen und mathematisch-logische Fertigkeiten. Michael Barratt war erster Proband.

Zusätzlich werden von den einzelnen Besatzungsmitgliedern private medizinische Konferenzen (PMC) mit Betreuern auf der Erde abgehalten und Fragebögen zum persönlichen Befinden, zur Zusammenarbeit in Teams (innerhalb der Station sowie mit den Kontrollzentren) und eventuellen Zwischenfällen ausgefüllt (Wsaimodeistwije/Interactions).

Experimentiert wurde auch zu Verbrennungsvorgängen in der Schwerelosigkeit (Fluids & Combustion Facility mit Methanol), Colloiden (BCAT-4), Kristallwachstum (CGBA 5 & FACET) und Technologie (ENose). Bei FACET beispielsweise wird das facettenartige Wachstum durchsichtiger organischer Materialien in der Schwerelosigkeit aufgezeichnet. Die meisten dieser Untersuchungen benötigen nur einen gringen Betreuungsaufwand.

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Mike arbeitet mit dem kanadischen Experiment BISE.
(Bild: NASA)

Die Erdbeobachtung rückt in der nächsten Zeit verstärkt in den Mittelpunkt des Interesses. Neben den obligatorischen Observationen besonderer Vorkommnisse auf der Erde (Crew Earth Observation, Uragan bzw. EKON), bei denen u. a. die Städte Peking, Pjöngjang, Belgrad, Minneapolis/St. Paul, Kairo, Teheran, Athen, Mumbai, Dehli, Wien, Prag, Bratislawa, Budapest, Baku, Berlin, Riad, Tunis, Khartoum, Nouakchott (Mauretanien), Austin, Houston, Muskat (Oman) und Mexico City wurden auch die italienische Erdbebenregion um L’Aquila, der Drei-Schluchten-Staudamm, Zentral-Japan, die Region um Baikonur, der Slate-Island-Krater in Kanada, der Redoubt-Vulkan in Alaska, die Karpaten, der Sewan-See, die Flüsse Don und Wolga, die Kurilen und Kamtschatka im Detail fotografiert.

Neu aufgebaut wurde die Multispektralkamera AgCam (Agricultural Camera), die von Studenten der University of North Dakota entwickelt wurde und mit der landwirtschaftlich interessante Phänomene untersucht werden sollen. Im sichtbaren Licht und im nahen Infrarot lassen sich Aussagen z. B. über Reifegrad, Schädlingsbefall oder ökologische Parameter gewinnen. Beobachtungsregionen werden Felder, Wiesen, Wälder und Feuchtgebiete im Norden der USA sein.

Ebenfalls vorbereitet wurde ein Pflanzenexperiment im Lada-Gewächshaus. Hier kann das Wachstum von Pflanzen von der Aussaat über die Befruchtung bis zur Ernte in der Schwerelosigkeit unter kontrollierten Bedingungen beobachtet und aufgezeichnet werden.

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Koichi misst den Geräuschpegel mit dem Sound Level Meter.
(Bild: NASA)

Reparaturarbeiten wurden am Cycle Ergometer with Vibration Isolation System (CEVIS) und mehreren Steuercomputern (TVS) vorgenommen. Breiten Raum nahmen auch mikrobiologische Analysen von Wasserproben sowie Untersuchungen der Luftqualität (Formaldehyd-Konzentration) und des Geräuschpegels an 54 Messpunkten ein. Dazu verwendete Koichi ein spezielles Messgerät (Sound Level Meter). Darüber hinaus werden Luftstromsensoren, Lebenserhaltungssystem und hygienische Einrichtungen täglich, andere Komponenten wie Feuerlöscher, Sauerstoffgeneratoren oder CO2-Absorber in festgelegten Intervallen oder bei bestimmten Anlässen kontrolliert.
Weitere Wartungsarbeiten betrafen die Toilette (Austausch von Schläuchen und weiterer mobiler Teile gegen neue), die Extravehicular Mobility Units (EMU) der US-Raumanzüge (Versetzen der Kühlflüssigkeit mit Iod zur Vermeidung bakteriologischer Kontaminationen), verschiedene Computer (Reboots, Antivirenupdate), Avionics Rack 3 sowie Luftventilatoren.

Amateurfunkkontakt bestand in dieser Woche mit Schülern in Japan sowie mit verschiedenen Einrichtungen in Russland aus Anlass des 48. Jahrestages des ersten Raumfluges am 12. April 1961. Natürlich gab es auch höchstoffizielle Kontakte mit Roskosmos, Energia, dem Institut für biologisch-medizinische Probleme sowie dem Gagarin-Trainingszentrum im Sternenstädtchen in der Nähe von Moskau, Pressekontakte mit CNN und ABC sowie private Familienkonferenzen. Am 16. April feierte Michael Barratt seinen 50. Geburtstag. Glückwunsch, Mike!

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Der 18 Meter lange Stationsmanipulator wird bewegt.
(Bild: NASA-TV)

Koichi testete für die japanische Frauenuniversität Tokio einen neuen Bordanzug mit fantastisch anmutenden Eigenschaften. Er ist antibakteriell, desodorierend, wasseraufsaugend, thermisch isolierend, schnelltrocknend, feuerresistent, antistatisch, komfortabel und attraktiv.

Nachdem Dextre (Special Purpose Dexterous Manipulator – SPDM) in der letzten Woche von der Erde aus ferngesteuert an einen zukünftigen Testort transportiert wurde, trainierte die ISS-Besatzung in dieser Woche den praktischen Umgang mit dem Space Station Remote Manipulator System SSRMS (Canadarm2) und testete dabei einen speziellen Algorithmus, mit dem Fehlstellungen des Arms vor dem Ankoppeln an einer Power & Data Grapple Fixture (PDGF) erkannt und automatisch Anpassungen vorgenommen werden sollen (Force Moment Accomodation). Allerdings kam es dabei zu einer Bewegung um etwa 10 cm, die nicht von den Astronauten veranlasst wurde. Daraufhin wurde das FMA zunächst wieder dektiviert. Weitere Untersuchungen folgen.

Raumcon:

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