Ein Beitrag von Thomas Hofstätter. Quelle: ÖWF, ORF.

Die Tests wurden auf 2.750 Metern über dem Meeresspiegel bei 8°C von einem 19-köpfigen Team rund um den Projektleiter Gernot Grömer durchgeführt. Der Anzug wog 45 Kilogramm und wurde am ersten Tag von Ulrich Luger und am zweiten von Daniel Föger getragen. Das Gewicht entspricht in etwa dem auf dem Mars spürbarem Gewicht.

Der Kaunertaler Gletscher wurde aufgrund des Permafrostbodens für den Feldtest ausgewählt. Erstmals wurde ein Raumanzug der Umgebung entsprechend auch über Geröll getragen um die Trittfestigkeit auszuloten. Eine weitere Aufgabe bestand darin, Proben aus dem Gletschereis zu bohren.

Entwickelt wurde der Anzug in Österreich vom Österreichischen Weltraumforum (ÖWF) unter der Berücksichtigung marsähnlicher Umgebungen. „Aouda“ befindet sich noch in der Entwicklung und simuliert daher nur einen Raumanzug.

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Ein Beitrag von Thomas Hofstätter. Quelle: ESA. Vertont von Peter Rittinger.

Bis dahin verbringen die freiwilligen Teilnehmer der Mission ihr Leben im Moskauer Institute für biomedizinische Probleme. Die Missionsmitglieder Diego Urbina aus Italien, Romain Charles aus Frankreich, Suchrob Kamolow, Kommandant Alexei Sitjow und Alexander Smolejewski aus Russland sowie Wang Yue aus China werden ähnlich wie „echte“ Kosmonauten leben und an Experimenten arbeiten. Selbst das Essen ist das gleiche wie auf der Internationalen Raumstation.

Die Simulation beinhaltet einen 250 Tage dauernden Flug zum Mars, einen Monat Aufenthalt und einen 240 Tage dauernden Rückflug zur Erde. Während dieser Zeit gibt es nur indirekten Kontakt nach außen zum Beispiel über E-Mail. Nur Strom, Wasser und Luft kommen von außerhalb der Kapsel.

Ein 109 Tage dauernder Isolationstest hat bereits 2009 in einer ähnlichen Anlage stattgefunden. Um annähernd die Dauer eines Marsflugs zu erreichen, wurde die Dauer der Mission jetzt verlängert.

Trotz neuester Technik und bester Vorbereitung der „Astronauten“ und ihrer Betreuer wird mit einer erhöhten psychischen Belastung aufgrund der langen Isolationsphase gerechnet. Zur Unterhaltung gibt es etliche Filme, Spiele, Musikinstrumente und Computerspiele (siehe Link unten). Außerdem muss ähnlich wie auf der Internationalen Raumstation regelmäßig trainiert werden, um dem Muskel- und Knochenabbau, der gewöhnlich in der Schwerelosigkeit auftritt, vorzubeugen. Geduscht werden darf allerdings nur einmal pro Woche.

Während der 520 Tage Isolation haben die Crewmitglieder etwa 100 Experimente aus dem Bereich Psychologie, Physiologie, Mikrobiologie und einigen anderen auszuführen. Auch Notfälle, wie sie bei echten Marsmissionen auftreten können, werden simuliert.

Das „Raumschiff“ ist kein exaktes Modell einer Raumkapsel, hat aber viele Systeme, die auch in echten Raumschiffen vorkommen. Besonders wichtig ist den Wissenschaftlern ein originalgetreuer Ablauf der Mission. Von außen wird nur in Extremsituationen eingegriffen.

Raumcon:

• Mars500-Diskussion

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Ein Beitrag von thomashofstaetter. Quelle: ESA.

Während ihrer 520 Tage dauernden Isolation, die heute beginnt, sollen die Teilnehmer unterschiedlichste Aufgaben erfüllen. Unter anderem betrifft das auch das Spielen von Single- und Multiplayer-Videospielen für je eine halbe Stunde im Intervall von 14 Tagen. Inhalt der Spiele ist unter anderem das Manövrieren einer Mondlandefähre.

Die Ergebnisse von gleichzeitig stattfindenden Untersuchungen fließen ebenso wie Fragebögen in die Planung späterer Langzeitmissionen ein. Wichtig sind dabei Erkenntnisse über die psychische Befindlichkeit der Teilnehmer und deren Veränderung aufgrund der langen Isolation.

Außerdem werden der komplette Email-Verkehr und Webcam-Aufnahmen aufgezeichnet. Im Mission Execution Crew Assistant (MECA)-Projekt werden anschließend alle Daten ausgewertet.

Verwandte Website:

• ESA-Projektseite

Raumcon:

• Mars500-Diskussion

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Ein Beitrag von andreaskopp. Quelle: ESA.

Nach achtwöchigem Nonstop-Aufenthalt in der Horizontalen hat die erste virtuelle Mars-Crew der Berliner BedRest-Studie nun wieder festen Boden unter den Füßen. Die bis März 2004 andauernde Bettruhestudie wird vom Berliner Zentrum für Muskel- und Knochenforschung (ZMK) in Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA durchgeführt. Untersucht wird, ob und wie sich Muskel- sowie Knochenschwund bei Langzeitaufenthalten im All verhindern lassen. Die Liege-Mission der vier terrestrischen Astronauten in simulierter Schwerelosigkeit war in jeder Hinsicht ein Erfolg.
In Liegestudien wie der Berliner BedRest-Studie wird die fehlende körperliche Belastung in der Schwerelosigkeit durch strikte Bettruhe der Versuchspersonen simuliert. Die Auswirkungen auf Muskulatur und Knochen sind vergleichbar: Die Körperkraft schwindet. Die Muskeln, besonders in den Beinen, verkümmern. Die Knochen verlieren an Substanz und Festigkeit. Aber erst wenn Astronauten Langzeitmissionen ohne größere körperliche Einbußen überstehen können, sind monate- oder gar jahrelange Flüge beispielsweise zum Mars denkbar. Das internationale Team um Dieter Felsenberg vom ZMK erprobt in der Studie ein neues Trainingsgerät, das durch Vibrationen den Muskel- und Knochenaufbau anregen soll. „Die ersten vorläufigen Ergebnisse haben unsere Erwartungen mehr als übertroffen“, so Studienleiter Felsenberg, „und das eingesetzte Trainingsgerät hat seine Funktion voll erfüllt“.
Die Vierer-Crew, die seit Februar im Berliner Klinikum Benjamin Franklin streng das Bett hütete, war in zwei Gruppen unterteilt. Für die Kontrollgruppe standen acht Wochen Dauerliegen ohne körperliche Aktivität auf dem Programm. Die beiden anderen Testpersonen mussten täglich zwei Mal vier Minuten mit dem „Galileo-Space-Vibrationsgerät“ trainieren. Der speziell für den Einsatz in der Schwerelosigkeit entwickelte Space-Trainer simuliert im Prinzip das Stehen auf einem rasend schnell wippenden Brett. Die liegende Testperson wird durch straff gespanntes Gurtzeug, das die Schwerkraft ersetzt, mit den Füßen gegen das Gerät gedrückt. Die hochfrequent schwingende Wippe löst permanent reflexartige Muskelarbeit in den Beinen aus. Stärker als bei anderen Trainingsmethoden werden dabei auch speziell die Schnellkraft-Muskelfasern stimuliert. Diese regen den Knochenstoffwechsel an und sind damit wichtig für den Knochenaufbau. Ein weiteres Plus für Astronauten: Das schweißtreibende Vibrationstraining beansprucht wenig Zeit. Ein vierminütiges Training entspricht etwa der Muskelbelastung durch einen 10 000-Meter-Lauf.

Erste Ergebnisse

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Ein Beitrag von meiklampmann. Quelle: ESA.

Für eine Studie zu den Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den Muskel- und Knochenapparat sucht das Zentrum für Muskel- und Knochenforschung (ZMK) in Kooperation mit der Europäischen Weltraumagentur ESA zwanzig körperlich stabile und willenstarke Männer zwischen 20 und 45 Jahren.

Den Bewerbern, die das Rennen schließlich machen, stehen acht Wochen strenges Dauerliegen auf der Isolierstation bevor: Durch strikte Bettruhe sollen in der „Berliner Bed Rest Studie“ die Bedingungen der Schwerelosigkeit simuliert werden. Die Studie wird am Benjamin Franklin Klinikum der Freien Universität Berlin durchgeführt und läuft Mitte Februar an.

Topfit zum Mars
Im Rahmen ihres Erkundungsprogramms Aurora arbeitet die ESA an der Entwicklung von Technologien, die bis 2030 einen Menschheitstraum erfüllen sollen: den bemannten Flug zum Mars. Doch bevor der erste Mensch seinen Fußabdruck im Staub des Roten Planeten hinterlassen kann, sind neben technischen auch eine Fülle physiologisch- und medizinischer Probleme zu bewältigen. Der Trip zum Mars bedeutet für die Astronauten einen möglicherweise jahrelangen Aufenthalt in Schwerelosigkeit. Die Folgen dieser enormen körperlichen Belastung können die gesamte Mission zum Scheitern bringen, wenn die Astronauten bei der Ankunft nicht mehr fit genug sind, um ihre Aufgaben auf dem Roten Planeten zu erfüllen.

Hauptproblem: Muskel- und Knochenschwund
Zu einem besonderen Problem kann der Muskel- und Knochenschwund werden, der sich bei Langzeitaufenthalten in der Schwerelosigkeit einstellt. Durch die zu geringe Belastung des Bewegungsapparates bildet sich die Muskulatur zurück, vor allem die Muskeln der Beine, des Beckenbereichs und des unteren Rückens. Zugleich kommt es durch die Muskelatrophie und mangelnde Beanspruchung zum Abbau von Knochenmasse. Die Berliner Bettruhestudie des ZMK soll daher helfen, genauer zu verstehen, wie Muskelabbau und Knochenschwund wechselseitig wirken. Außerdem wird ein neuartiges Trainingsgerät eingesetzt, das durch Vibration den Muskel- und Knochenaufbau stimuliert. Am Universitätsklinikum Benjamin Franklin wird das Gerät bereits erfolgreich genutzt. Nun soll geprüft werden, ob diese Methode auch bei Langzeitmissionen im All verhindern kann, dass Muskulatur und Knochen schlapp machen. Schließlich sollen die ersten Menschen ihren Fuß auf den Mars setzen können, ohne Knochenbrüche zu riskieren

Eiserne Disziplin gefordert
Den Testpersonen, die schließlich für die Berliner Studie ausgewählt werden, steht ein Programm bevor, das eisernes Durchhaltevermögen erfordert. Sie müssen acht Wochen nonstop im Liegen verbringen und dabei jede größere Kraftentwicklung in den unteren Extremitäten vermeiden. Geduscht wird ebenfalls im Liegen und selbst der Abort wird in der Waagerechten aufgesucht. Die Probanden werden – von der Außenwelt isoliert – in Zweibettzimmern untergebracht und rund um die Uhr videoüberwacht. Private persönliche Kontakte müssen während des gesamten virtuellen Fluges unterbleiben.

Wer aufsteht, fliegt rausWer sich als Studienteilnehmer qualifizieren will, muss daher einige Hürden nehmen. „Die Probanden müssen sehr ähnliche körperliche und mentale Eigenschaften aufweisen wie Astronauten, die ins All fliegen“, so Professor Dieter Felsenberg, der die Bettruhestudie leitet. Neben einem guten Gesundheitszustand und psychischer Stabilität ist die Fähigkeit gefordert, Grenzsituationen durchzustehen. Das Auswahlverfahren ist streng. „Nur etwa einer von hundert Bewerbern kommt schließlich als Testperson in Frage“, erklärt Professor Felsenberg.
Jedem virtuellen Astronauten werden ein Telefon, ein eigenes Fernsehrgerät und ein PC mit Internetanschluss zur Verfügung gestellt. Außerdem winkt eine Aufwandentschädigung von 5000 Euro pro Mann. Gezahlt wird allerdings nur, wenn der Proband die Studienbedingungen streng einhält. Wer schummelt, produziert falsche Ergebnisse, die dann auf andere Programme übertragen werden. Das kann schließlich für die Astronauten fatale Folgen haben. Die Einhaltung strikter Bettruhe ist daher oberstes Gebot.

Professor Felsenberg bringt es auf den Punkt:“Wer aufsteht, fliegt raus“.

Langzeitfolgen haben die Testpersonen nicht zu befürchten. Etwa eine Woche nach dem Aufstehen ist die Alltagstauglichkeit aus medizinisch-physiologischer Sicht weitgehend wieder hergestellt.

Ernsthafte Interessenten können sich beim zentralen Rekrutierungsbüro des Zentrums für Muskel und Knochenforschung (ZMK) bewerben: Telefon: 030 – 8445-4261

Weitere Informationen zur Studie und zu den Teilnahmebedingungen: www.medizin.fu-berlin.de

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