Oliver Simonsens (c) ÖWF

Oliver Simonsen, Diplom Sportwissenschaftler, Sporttherapeut und Biomedical Support Engineer des ÖWF stellte uns für ein Interview zur Verfügung.

ÖWF: Oliver, wie bist du zum ÖWF gekommen? Seit wann bist du dabei und was machst du für das ÖWF?

Mein Interesse an dem Bereich der Raumfahrtphysiologie ist durch eine Äußerung eines Professors während einer sportwissenschaftlichen Vorlesung geweckt worden. Es ging dabei um den Abbau von Muskel- und Knochenmasse durch mangelnde Bewegung.

Sozusagen in einem Nebensatz fiel die Bemerkung, dass Astronauten in der Schwerelosigkeit genau unter dieser Widrigkeit leiden. Ich fand diesen Umstand besonders spannend und habe mich gleich nach der Vorlesung ins Internet begeben und in diesem Bereich recherchiert. Seitdem hat mich
dieses Thema nicht mehr losgelassen.

Im Rahmen meiner weiteren Recherchen bin ich dann mehrmals auf das ÖWF gestoßen. Dabei fand ich besonders spannend, nicht mehr den Mond als zu betretenden Himmelskörper zu betrachten, sondern gleich den Mars anzupeilen. Zu Beginn des Jahres 2010 hatte ich dann erstmals Kontakt mit Gernot Grömer aufgenommen und nach mehreren Interviews via Skype und einer raumfahrtphysiologischen Arbeit bin ich dann als Biomedical Support Engineer in das ÖWF aufgenommen worden.
Meine Hauptaufgabe besteht in der Vorbereitung und Begleitung von EVA (Extra-vehicular activity) Simulationen. Dabei geht es vornehmlich um die Feststellung der Einsatzfähigkeit sowie der medizinisch-physiologischen Begleitung der Astronauten.

ÖWF: Wie begleitest du EVAs des ÖWF?

Die Begleitung der EVAs geschieht meistens per Skype oder anderer Netzwerkmöglichkeiten von Hamburg aus. Meine beiden österreichischen Kollegen befinden sich dann im Kontrollzentrum in Innsbruck, während ich die Daten über den Astronauten nach Hamburg übermittelt bekomme. Glücklicherweise kann man also auch trotz vielen Kilometern Entfernung Kontakt halten und sich fachlich austauschen.

ÖWF: Welche körperlichen Voraussetzungen müssen Analog-Astronauten erfüllen, um für ein EVA überhaupt in Frage zu kommen?

Sie müssen 100%ig fit sein. Das heißt nicht, dass sie besonders stark und muskulös sein müssen. Vielmehr ist deren Ausdauer in Verbindung mit Kraft gefragt. Ein Bodybuilder wäre hierbei ziemlich fehl am Platze.
Bedenkt man das Gewicht des Anzugs Aouda X von annähernd 50kg, das manchmal über Stunden auch bei hohen Temperaturen getragen wird, kann man sich die körperlichen Strapazen vorstellen. Dabei ist man, wie z. B. jüngst in Rio Tinto, in steinigem, offenem Gelände unterwegs und hat zudem mit einer eingeschränkten Sicht durch den Helm und Störgeräuschen durch den Funkverkehr zu tun. Klaustrophobiker fallen also schon einmal aus der engeren Wahl heraus.

ÖWF: Mit welchen physiologischen Veränderungen ist während der Schwerelosigkeit zu rechnen?

Das größte Problem in der Schwerelosigkeit ist – wie der Name es schon verrät – die Abwesenheit der Schwerkraft, wie wir sie auf der Erde kennen. Der gesamte menschliche Körper ist darauf eingestellt, dass ihn die Gravitation gewissermaßen nach unten „zieht“. Fehlt diese Eigenschaft, so kommt es zunächst zu einer Umverteilung der Körperflüssigkeiten, die ja nun nicht mehr nach unten tendieren. Das Blut steigt dem Astronauten im wahrsten Sinne des Wortes zu Kopf.
Es kommt zu einer gesamten Umverteilung der Körperflüssigkeiten. Deshalb sehen Astronauten auch immer etwas dicklich im Gesicht aus, wenn sie z.B. Experimente auf der ISS erklären. Das Blut, das im Kopf zu viel vorhanden ist, fehlt nun in den Beinen. Diese sehen nun schlank bis schmal aus.
Da sich der Astronaut in der Mikrogravitation/Schwerkraft durch Abstoßen von den Wänden, mühelos gleiten lassen kann, benutzt er die Muskeln viel zu wenig. Dies wäre nicht unbedingt so schlimm. Allerdings ergibt dies keinen adäquaten Zug auf die Muskeln, so dass in Folge die Knochenmasse abnimmt.

Nicht vergessen darf man auch die starke Strahlung durch geladene Elementarteilchen und Sonnenwinde. Auf der Erde und in nahen Umlaufbahnen sind wir durch das Magnetfeld der Erde vor der kosmischen Strahlung geschützt. Begeben wir uns allerdings weiter in den Weltraum hinaus, gibt es kaum einen Schutz vor der elektromagnetischen Strahlung. Die Folge können Unfruchtbarkeit und Krebs sein. Alle Weltraumorganisationen arbeiten an einem Schutzsystem, welches wohl auf der Kombination von einem dickwandigem Schutzraum und Wassertanks fußen wird.
Wo wir gerade bei Gefahren im Weltraum sind. Eine Gefahrenquelle haben sich die Menschen auch im Weltraum selber geschaffen. Den Weltraumschrott. Dieser besteht aus unzähligen Teilen unterschiedlichen Materials in diversen Größen. Entstanden ist der Weltraumschrott aus abgesprengten Raketenteilen, ausgedienten Satelliten und weiteren Teilen, wie einem verloren gegangene Werkzeugkoffer. Außerdem soll bereits eine Plastiktüte im All gesichtet worden sein.

ÖWF: Über verlorene Sofas auf Autobahnen schmunzle ich regelmäßig, wenn ich Verkehrsnachrichten höre. Ein verlorengegangener Werkzeugkoffer im All erscheint ungleich kurioser. Ich hoffe, wir Menschen hinterlassen im All weniger Müll als auf unserer Welt. Aber zurück zu den Veränderungen in der Schwerkraft: Wie kann man diesen vorbeugen bzw. gezielt gegensteuern?

Es gibt zahlreiche Ansätze, um diesem Problem zu begegnen. So hatte z.B. Wernher von Braun die Vision, ein gigantisches kreisrundes, aber flaches Raumschiff zu bauen, welches kontinuierlich um seine Achse kreist. Durch die Nutzung der entstehenden Zentrifugalkraft wird eine künstliche Schwerkraft geschaffen. Allerdings müsste das Raumfahrzeug wirklich gigantische Ausmaße haben, damit die Schwerkraft der Erde simuliert werden kann.
Für bemannte Flüge z. B. zum Mars gibt es die Überlegung sogenannte Humanzentrifugen einzusetzen. Dabei handelt es sich um Geräte, ähnlich den Fahrgeschäften auf dem Jahrmarkt, mit einem langen Arm an dessen Ende der Astronaut festgeschnallt wird. Durch die Rotation wird auch in diesem Fall eine künstliche Gravitation erschaffen.
Weitere Möglichkeiten sind der Einsatz von Trainingsgeräten, wie man sie z.B. im Fitnessstudio kennt. Damit aber Gewichte wirklich schwer sind (eine 150 kg Hantel hat ja im Orbit kein Gewicht), muss man mittels Hydraulik oder Gummiwiderständen die Gewichte gewissermaßen „schwer machen“. Auch der Einsatz von Laufbändern und Cardio-Fahrrädern ist tägliches Geschäft auf der Raumstation.
Nur müssen dafür der Sportler festgebunden werden. Sie würden sonst wegfliegen, da sie sich von den Geräten immer wieder abstoßen.
Ansonsten gibt es weitere Erfindungen, wie einen Anzug, der mittels elastischer Bänder einen andauernden Widerstand inne hat. Sowie die Nutzung von „Rüttelplatten“, die das Knochenwachstum anregen sollen. Interessanterweise haben die damaligen Sowjets bereits in den 1980er Jahren diese Hilfsmittel erfunden.

ÖWF: Kannst du gewonnene Erkenntnisse auch zur Behandlung von „irdischen“ medizinischen Problemen anwenden? Wie genau?

In unsere moderne Welt werden die Menschen immer mehr zu gewissermaßen sitzenden Raumfahrern. Bedingt durch die mangelnde Bewegung kommt es nicht mehr zu einem adäquaten Reiz auf die Muskulatur und das Herz-Kreislauf-System. Es ist sicherlich nicht neu, dass der Körper ohne Belastung verkümmert. Allerdings hat die Weltraummedizin zahlreiche Hypothesen untermauern können.
Ganz speziell kann man davon ausgehen, dass eine gewisse Schwingungsfrequenz des Körpers essenziell für den Erhalt von Muskulatur ist. Das liest sich jetzt etwas komisch, aber wenn man bedenkt, dass das Herz sich bewegt, die Verdauungsorgane nicht nur still im Körper liegen und sogar das Gehirn im Tagesrhythmus leicht an- und wieder abschwillt, kommt man zu dem Schluss, dass der Körper sich regelmäßig verändert.

Schwingungen macht man sich zu nutze, indem man z. B. muskelschwache Patienten auf Rüttelplatten stellt, die in bestimmten Frequenzen schwingen und damit die Schwingungen des Beckens beim Gehen nachempfinden. Durch diese Schwingungen werden die Muskeln aktiviert, was wiederum dem Knochenwachstum zugute kommt.

Dieses Training kann dann auch noch mit Krafttraining und Koordinationsübungen zeitlich kombiniert werden.

ÖWF: Wie haben gewonnen Erkenntnisse konkret die Entwicklung des Aouda.X beeinflusst? Kannst du Beispiele aufzeigen?

Bei dem Aouda.X handelt es sich um die Simulation eines druckbeaufschlagten Raumanzugs. Das heißt der Anzug ist wie ein autonomes Raumschiff konzipiert, in dem sich der Astronaut fortbewegt. Dabei kommt es bauartbedingt zu erheblichen
Widerständen in den Gelenken, die der Astronaut überwinden muss. Man kann also sagen, der Astronaut hat eine zusätzliche Schwerkraft in den Gelenken, die er gewissermaßen mit sich führt. Diese ist nicht nur nach unten, sondern in alle Himmels- , Verzeihung Marsrichtungen verteilt. Zwar ist dieser Trainingseffekt nicht speziell entwickelt worden, er hat sich vielmehr von selbst ergeben.
Weitere Erkenntnisse aus der Raumfahrtphysiologie sind zunächst nicht eingeflossen. Allerdings wird mittels Kühlung, Trinkwasserzufuhr und Lebensmittelbereitstellung sowie Einrichtungen für die Exkremente eine Wohlfühlumgebung geschaffen, die auf neuesten Erkenntnissen der terrestrischen Wissenschaft aufbaut.

ÖWF:Gab es während den EVAs des ÖWF aus sporttherapeutischer Sicht besonders dramatische/lustige/nervenaufreibende Momente?

Wir lassen bei dem sportwissenschaftlichen Institut der Uni Innsbruck unsere Analogastronauten regelmäßig, vor allem auch vor Simulationen, auf deren Fitness testen. Es stellte sich wenige Wochen vor eben einer Simulation heraus, dass einer der Astronauten nicht über die Fitness verfügte, die wir uns gewünscht hatten. Dabei war für uns auch der Druck hoch, ob er bis zum Beginn der Simulation die nötige Fitness erreichen würde. Wäre es nicht der Fall, hätten wir einen Astronauten weniger, was im Endeffekt weniger Experimente und eine Mehrbelastung der anderen Astronauten bedeutet hätte. Die wenigen Wochen hatten dann aber doch gereicht, um ihn topfit zu bekommen.

Lustig war, dass bei einer Simulation in einer Gletscherhöhle plötzlich gemeldet wurde, dass es „komisch“ riechen würde. Es stellte sich dann für die Biomedical Engineers die Frage, was das sein könnte und ob ein Gefährdungspotential bestünde, wie z. B. bei einer Mischung von Methan und Ammoniak. Es sollte also festgestellt werden, wie der Geruch definiert ist. Dabei hatte jeder der in der Höhle anwesenden eine andere Beschreibung des Geruchs. Interessanterweise waren das Geruchsempfinden und die Geruchsbeschreibung von Männern und Frauen sehr unterschiedlich. Letztendlich konnte aber Entwarnung gegeben werden und die Simulation war erfolgreich.

ÖWF: Würdest du selbst gern ins All fliegen?

Ich würde auf jeden Fall gerne in den Orbit fliegen. Die Aussicht auf die Erde hat jeden Astronauten zu einem anderen Menschen gemacht. Es muss wunderbar sein, auf diesen wunderbaren Planeten zu schauen und alle 90 Minuten die Sonne aufgehen zu sehen.

Ob ich allerdings in Richtung Mars aufbrechen würde, kann ich noch nicht wirklich beurteilen. Ich denke, dass mir die Zeit für einen Trip hin und zurück noch zu lang dauert. Wenn allerdings die Raketenantriebe mehr Schubkraft haben und der Flug zum roten Planeten kürzer wird, wäre ich dabei.

Allerdings dürfen wir nicht vergessen, dass wir jetzt und hier bereits auf einem Trip durch das All unterwegs sind: Und zwar auf dem einem genialen Mutterschiff Erde, dass uns sämtliche Ressourcen für einige Milliarden Jahre zur Verfügung stellt, die wir zur Erhaltung unserer Art benötigen. Wir alle tragen die Verantwortung, dieses geniale Raumschiff zu erhalten und wir müssen uns jeden Tag dessen Fragilität vor Augen führen.

ÖWF: Nach diesen schönen und bedeutenden Schlussworten bedanke ich mich ganz herzlich für deine Zeit, die du in die ausführlichen Antworten gesteckt hast. Weiterhin viel Erfolg mit spannenden Projekten und bleib gesund! :-)
Marlen Raab