60 Tage Bettruhe im Dienste der Raumfahrt

Ein Sprungschlitten macht ein Sprungtraining in horizontaler Lage sowie in Schwerelosigkeit möglich. Rechts im Hintergrund: Dr. Andreas Kramer, der das Trainingskonzept gemeinsam mit Prof. Dr. Markus Gruber an der Universität Konstanz entwickelt hat.

(Bildrechte: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Köln)

60 Tage strikte Bettruhe: In einer sogenannten Bettruhe-Studie testet die Europäische Raumfahrtbehörde (ESA) aktuell ein Trainingskonzept für Astronauten, das von Sportwissenschaftlern der Universität Konstanz entwickelt wurde. 24 Teilnehmer müssen in der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln durchgeführten Studie zwei volle Monate lang konstant in Liegeposition verweilen. Der Muskel- und Knochenabbau in dieser langen Liegezeit simuliert die Auswirkungen von Schwerelosigkeit auf den Körper.

Die beteiligten Forscher ermitteln anhand der Studie, wie effektiv ein Konstanzer Trainingsgerät für Astronauten den Verlust von Muskel- und Knochenmasse verhindern kann. Das Trainingsgerät besitzt auch hohes Potential für eine Anwendung auf der Erde, unter anderem zur Osteoporose-Prävention und zur Rehabilitation nach Beinverletzungen.

Das Konstanzer Trainingsprogramm für Astronauten basiert auf „reaktiven Sprüngen“. Ein „reaktiver Sprung“ entsteht, wenn ein Sportler nach einem ersten Absprung wieder auf dem Boden aufkommt und sofort weiterspringt. „Auf Knochen und Muskeln wirken in diesen Sprüngen sehr hohe Kräfte, kurzzeitig bis zu 10.000 Newton, die Gewichtskraft eines Kleinwagens. Bei keiner anderen natürlichen Bewegung des Menschen werden ähnlich hohe Kräfte für die Beinmuskeln und -knochen erzeugt“, erläutert Dr. Andreas Kramer, der gemeinsam mit Prof. Dr. Markus Gruber an der Universität Konstanz das Trainingskonzept für Astronauten entwickelt hat. „Reaktive Sprünge“ bieten somit die höchstmögliche Beanspruchung für Muskeln und Knochen und könnten eine ideale Übung für Astronauten sein, um dem Knochen- und Muskelabbau in der Schwerelosigkeit entgegenzuwirken.

Auf dieser Grundlage entwickelten die Konstanzer Sportwissenschaftler in Zusammenarbeit mit Novotec Medical, Airbus Defence and Space, der Universität Freiburg, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie der ESA ein Trainingsgerät, das „reaktive Sprünge“ in Schwerelosigkeit möglich macht. Die Astronauten werden in einen „Sprungschlitten“ eingespannt, der sie nach dem Absprung nicht davonschweben lässt, sondern mit einer Gegenkraft in Höhe der Erdgravitation wieder zurück auf den Boden bringt.

Bei erfolgreichem Test könnte das Trainingsgerät auf der Internationalen Raumstation ISS zur Anwendung kommen. Über die Weltraummission hinaus ist das Trainingsgerät jedoch auch für einen Einsatz auf der Erde hochinteressant. Es macht horizontale Sprünge in Liegeposition möglich, wobei die Gegenkraft variabel eingestellt werden kann. Dadurch können Sprünge ausgeführt werden, die das Bein weniger belasten als die Schwerkraft. Unter anderem für den Muskelaufbau nach Beinverletzungen oder als Vorbeugung für Osteoporose könnte das Trainingsgerät zum Einsatz kommen.

Quelle: Universität Konstanz (idw)