gesundheit : Marode Knochen und gefährliche Strahlung

Sie haben sich ihren Lebenstraum erfüllt, sehen aber aus, als hätten sie gerade eine schwere Krankheit überstanden. Wenn Astronauten von einer Weltraummission zurückkehren, kommen sie nur mit Hilfe aus dem Landemodul. Sie werden gestützt und hingesetzt: Ein schlappes Winken, ein müdes Lächeln, mehr geht oft nicht nach dem Flug ins All. Nach einem längeren Aufenthalt im Weltraum dauert es Monate, bis Astronauten, an deren Fitness besondere Ansprüche gestellt werden, ihre Körperkraft zurückerlangen. Je länger die Mission, umso größer die Gesundheitsrisiken. Seit Jahren werden die medizinischen Begleiterscheinungen der Raumfahrt erforscht, bei der European Space Agency (ESA), dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der NASA, an spezialisierten Instituten, in Isolationsstudien und mit Experimenten in Schwerelosigkeit. Während die Probleme klar hervortreten, liegen Lösungen nicht auf der Hand.

Knochenschwund Ein Problem ist der Knochen- und Muskelschwund bei Astronauten, selbst dann, wenn sie im All gezielt trainieren. In der Schwerelosigkeit verlieren Astronauten etwa ein Prozent Knochenmasse pro Monat und erheblich an Muskelmasse. Wer über Jahre der Schwerelosigkeit ausgesetzt wäre, etwa bei einer Marsmission, würde hinsichtlich der Konsistenz von Knochen und Muskeln rapide altern, was unter anderem zu Knochenbrüchen führen könnte. Nach Angaben der ESA müsste bei einer Marsmission kurzfristig während der Landung eine erhöhte Schwerkraft von bis zu 7G verkraftet werden. Bei so hohem Druck bestünde die Gefahr von Knochenbrüchen. Ein ernster medizinischer Zwischenfall in der kritischen Phase oder später würden die gesamte Mission gefährden.

Für den menschlichen Organismus sehr gefährlich sind auch die kosmische Strahlung und die Sonneneinstrahlung, die in teils hoher Dosierung auf Astronauten einwirken und im Fall eines Sonnensturms schwer kalkulierbar sind. Die energiereichen Teilchen, darunter Protonen, Elektronen und Heliumkerne sowie Gammastrahlung können zu Erbgutschädigungen führen und Krebs auslösen. Physiker haben berechnet, dass die effektive Strahlendosis in einer Raumstation bei rund 200 Millisievert (mSv) pro Jahr liegt im Vergleich zu 0,3 mSv pro Jahr kosmischer Strahlung auf der Erde. Raumspaziergänge sind unter dem Strahlungsgesichtspunkt besonders riskant.

Verletzte oder kranke Astronauten auf einer Mission sind für die Planer ein Albtraum. Die ärztliche Betreuung bei Raumfahrten ist naturgemäß begrenzt. Zwar werden Astronauten medizinisch geschult, zudem sind auf Raumstationen auch Medikamente verfügbar, von einer umfassenden Betreuung kann aber keine Rede sein. Ferndiagnosen via Telemedizin sollen das Problem lösen, jedoch wären bei einer Marsmission Funklaufzeiten von rund 20 Minuten zu bedenken, bei einem Notfall könnte die Hilfe zu spät kommen.

Gruppendynamik Scheinen die physiologischen Herausforderungen zumindest eingrenzbar, birgt die Psychologie der Raumfahrt schwer vorhersehbare Szenarien. Neben dem veränderten Zyklus von Hell und Dunkel, der Mikrogravitation, der Reizarmut im Modul und der speziellen Ernährung spielen Stress und gruppendynamische Prozesse eine wesentliche Rolle. Deswegen wird bei der Auswahl der Astronauten sehr genau auf ihre sozialen Kompetenzen geachtet.

Experimente auf der Erde für eine Langzeitmission im All hat es schon mehrere gegeben - mit unterschiedlichem Erfolg. Bei den Isolationstests "Biosphäre 2", "SFINCSS-99", "Mars500" oder HI-SEAS" ging es jeweils darum, eine Gruppe von Menschen über längere Zeit von der natürlichen Umgebung abzuschotten und zu erforschen, wie sie unter den Bedingungen von Isolation, sozialer Monotonie und stark reduzierter Privatsphäre auf engstem Raum zusammenleben würden. Einige dieser Experimente konnten erfolgreich beendet werden, andere misslangen und warfen die Frage auf, inwiefern kulturelle und geschlechtliche Unterschiede eine Mission fördern oder gefährden könnten.

Kein Bezugspunkt Nach Einschätzung der ESA spielt bei Langzeitmissionen neben der Isolation die Entfernung zum Zielobjekt eine wichtige psychologische Rolle. Vom Mond aus sei die Erde gut sichtbar, vom 50 Millionen Kilometer entfernten Mars hingegen sei die Erde kein gewohnter Bezugspunkt mehr. Völlig auf sich allein gestellt, muss die Mannschaft über einen langen Zeitraum mit sich und der Aufgabe klarkommen.

Das Projekt "Mars500" (2010-2011) hat aus Sicht des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin gezeigt, dass es funktionieren kann. Die sechsköpfige Crew lebte 520 Tage lang wie in einem Raumschiff und simulierte einen Flug zum Mars. Dabei sei das Beziehungsgefüge "relativ stabil" geblieben. Nicht ganz so harmonisch lief es hingegen beim Projekt "SFINCSS-99" (1999-2000). Am Neujahrstag kam es damals unter den beteiligten Russen zu einer Prügelei.