Experiment „Motomir“
Insgesamt 15 wissenschaftliche, darunter auch medizinische Experimente, hatten die Astronauten bei der Austromir 1991 mit im Gepäck. Eines davon – „Motomir“ – hatte zum Ziel, neue Erkenntnisse über die Funktionsweise der Arm- und Beinmuskulatur in der Schwerelosigkeit zu ermöglichen. In der Gegenüberstellung von isometrischer und dynamischer Kraft zeigte sich, dass die Abnahme der Kraft in erster Linie nicht mit den bei manchen Muskelfasern auftretenden Atrophieprozessen zusammenhängt, sondern mit einer Verringerung des Muskeltonus. Alle Muskelfasern schienen dabei gleichermaßen betroffen zu sein, wodurch es zu einer diffusen Veränderung des Muskelverhaltens kam. Dazu hat man ein spezielles Ergometer entwickelt, das auch nach Austromir auf der Weltraumstation eingesetzt wurde.
Weitere österreichische medizinische Experimente auf der Raumstation MIR:
• Audimir: Wie Astronauten in der Schwerelosigkeit Schallwellen lokalisieren können und wie das räumliche Hören mit dem Gleichgewichtssystem zusammenwirkt.
• Monimir: Einfluss der Schwerelosigkeit auf Haltungs- und Stellreflexe
• Optovert: Eine optokinetische Stimulation zur Erforschung der Raumkrankheit • Mikrovib: Untersuchung von spontanen Mikrovibrationen in Ruhelage und bei Belastung im All
• Pulstrans: Konsequenzen von Anspannungsbelastungen auf die Herzfunktion und das Gefäßsystem
• Cogimir: Veränderungen der Hirnleistung aufgrund von physischer und psychischer Belastung während des Raumflugs brs
European Space Agency
22 Mitgliedstaaten sind in der „European Space Agency“ (ESA) vertreten. Die ESA konzipiert das europäische Weltraumprogramm und ist für die Umsetzung verantwortlich. So werden Programme und Projekte abgewickelt, die keines der Mitgliedstaaten im Alleingang auf die Beine stellen könnte – sowohl was das Know-how anlangt, als auch die Finanzierung. Österreich ist seit 1987 Vollmitglied; derzeit über die Forschungsförderungsgesellschaft „Agentur für Luft- und Raumfahrt“ im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie mit einem Budget von 47 Millionen Euro (2017) vertreten.
Die ESA mit Hauptsitz in Paris betreibt Forschungszentren in ganz Europa mit verschiedenen Aufgabenbereichen, darunter das Europäische Astronautenzentrum (European Astronauts Centre, EAC) in Köln. In diesem medizinischen und physiologischen Zentrum für bemannte Weltraummissionen finden die Auswahl und das vorbereitende Training nicht nur der europäischen Raumfahrer statt, sondern auch für die internationalen Partner USA, Russland und Japan.
Space boots nach einem Insult
Aus dem All zurückgekehrte Astronauten litten nach einem längeren Aufenthalt in Schwerelosigkeit unter den Auswirkungen der Schwerkraft. Verschiedenste Trainingsgeräte wurden entwickelt, die bei einer Zerebralparese, den Folgen eines Insults oder nach Rückenmarksverletzungen unterstützend eingesetzt werden können: beispielsweise „space boots“. Um Atrophien zu vermeiden, imitiert ein Gerät die Belastung beim Gehen – so wird „Gehen“ in einer liegenden Position möglich.
Schwerelosigkeit verursacht aber auch Veränderungen an den Augen und im Gehirn. Besonders auffällig sind Abweichungen bei Astronauten, die der Schwerelosigkeit 30 Tage oder länger ausgesetzt waren: Hier zeigten die Veränderungen, die Ähnlichkeiten mit einer intrakraniellen Hypertension aufweisen. Bei den Augen wiederum zeigten MRTBefunde eine Ausdehnung der Hirnflüssigkeit in Sehnerven, Abflachungen der Augapfel-Rückseite sowie Auswölbungen des Sehnervs. brs
3 Fragen an…
Clemens Lothaller absolvierte zusammen mit Franz Viehböck das Programm für die Raumstation MIR, an dem dann Viehböck teilnahm. Lothaller ist Neurochirurg am Donauspital SMZ Ost in Wien.
Wie ist die Ausbildung abgelaufen? Die Ausbildung damals war anstrengend und mühsam. Wir waren im ‚Sternenstädtchen‘ in der Nähe von Moskau kaserniert. Mit acht Stunden pro Tag Russisch-Unterricht haben wir begonnen. Dann ging es mit unzähligen Tests und Auswahlprozessen ein Jahr lang weiter. Geheimhaltung war dabei oberste Maxime: Es gab absolut keine schriftlichen Unterlagen, weder für die Theoriefächer noch für die Bedienung der Geräte oder die Navigation der Raumkapsel.
Waren Sie später auch noch einmal im Sternenstädtchen? Ja, gemeinsam mit Franz Viehböck. Es war gerade 25 Jahre her, dass wird dort ausgebildet wurden. Aus unserer Sicht hatte sich nur wenig verändert.
Sie haben ja auch ein halbes Jahr im European Astronauts Centre in Köln gearbeitet. Teams aus Medizinern, Psychologen, Therapeuten, Sportwissenschaftlern und Technikern begleiten die angehenden Astronauten in ihrer Ausbildung und während der Mission im Weltraum. Die intensive medizinische Betreuung und Schulung geht sogar so weit, dass Astronauten im All wie Rettungssanitäter agieren können. Die psychologische Stress-Situation im Shuttle oder in der Raumstation ist nicht zu vernachlässigen: Wie reagieren Menschen, die auf engstem Raum zusammenleben und komplexe wissenschaftliche Experimente durchführen müssen? Die Familie ist für Monate weit weg. Schlafdefizit, Erfolgsdruck oder Einsamkeit können zu Problemen an Bord führen.
Wurden auch irgendwelche Medikamente entwickelt? Es ist zwar kein spezielles Medikament im All entwickelt worden. Aber die Experimente haben Daten geliefert, deren Auswertungen für weitere Forschungen auf der Erde wichtig sind. Die bemannte oder unbemannte Raumfahrt bewirkt jedenfalls einen technologischen ‚push‘. Unser heutiger Wissensstand in der medizinischen Forschung hat zweifellos davon profitiert.
© Österreichische Ärztezeitung Nr. 17 / 10.09.2018