Die Mikrogravitation im Weltraum verursacht eine Reihe von Problemen für Astronauten, einschließlich Knochendichteverlust und Muskelatrophie. Aber es gibt noch ein anderes Problem: Durch die Schwerelosigkeit können sich die Stacheln der Astronauten ausdehnen und sie größer machen. Der Höhengewinn ist dauerhaft, während sie sich im Weltraum befinden, und verursacht Rückenschmerzen.
Ein neuer SkinSuit, der in einer Studie am King's College in London getestet wird, kann Erleichterung bringen. Die Studie wurde noch nicht veröffentlicht.
Die konstante 24-Stunden-Mikrogravitation, mit der Astronauten im Weltraum leben, unterscheidet sich von dem natürlichen 24-Stunden-Zyklus, den Menschen auf der Erde durchlaufen. Hier unten durchläuft die Wirbelsäule einen natürlichen Kreislauf, der mit dem Schlaf verbunden ist.
Wenn Sie in Rückenlage schlafen, können sich die Bandscheiben in der Wirbelsäule mit Flüssigkeit ausdehnen. Wenn wir morgens aufwachen, sind wir am größten. Während wir unseren Tag beginnen, komprimiert die Schwerkraft die Bandscheiben und wir verlieren ungefähr 1,5 cm an Höhe. Dann schlafen wir wieder und die Wirbelsäule dehnt sich wieder aus. Es ist jedoch bekannt, dass Astronautenstacheln im Weltraum bis zu 7 cm groß werden. (2,75 Zoll)
Studienleiter David A. Green erklärt es so: "Auf der Erde wird Ihre Wirbelsäule durch die Schwerkraft zusammengedrückt, wenn Sie auf den Beinen sind. Dann gehen Sie nachts ins Bett und Ihre Wirbelsäule wird entladen - es ist ein normaler zyklischer Prozess."
In der Schwerelosigkeit wird die Wirbelsäule eines Astronauten niemals durch die Schwerkraft zusammengedrückt und bleibt unbelastet. Die daraus resultierende Expansion verursacht Schmerzen. Wie Green sagt: "Im Weltraum gibt es keine Gravitationsbelastung. Dadurch können die Bandscheiben in Ihrer Wirbelsäule weiter anschwellen, die natürlichen Krümmungen der Wirbelsäule können verringert werden und die Stützbänder und Muskeln, die nicht mehr erforderlich sind, um der Schwerkraft zu widerstehen, können locker und schwach werden. “
Der SkinSuit, der vom Space Medicine Office des European Astronaut Centre der ESA und dem King's College in London entwickelt wird, basiert auf Arbeiten des Massachusetts Institute of Technology (MIT). Es ist ein Kleidungsstück auf Spandex-Basis, das die Schwerkraft simuliert, indem es den Körper von den Schultern bis zu den Füßen drückt.
Die Skinsuits wurden an Bord der Internationalen Raumstation von den ESA-Astronauten Andreas Mogensen und Thomas Pesquet getestet. Sie konnten aber nur für kurze Zeit getragen werden. "Die ersten Konzepte waren wirklich unangenehm, da sie eine Schwerkraftbelastung von etwa 80% aufwiesen und daher nur ein paar Stunden lang getragen werden konnten", sagte der Forscher Philip Carvil.
Zurück auf der Erde arbeiteten die Forscher an dem Anzug, um ihn zu verbessern. Sie benutzten ein Wasserbett, das zur Hälfte mit Wasser gefüllt war, das reich an Magnesiumsalzen war. Dadurch wurde die Mikrogravitation wiederhergestellt, der Astronauten im Weltraum ausgesetzt sind. Die Forscher ließen sich vom Toten Meer inspirieren, wo der hohe Salzgehalt es den Schwimmern ermöglicht, auf der Oberfläche zu schweben.
"Während unserer längeren Versuche haben wir eine ähnliche Zunahme der Statur festgestellt wie im Orbit, was darauf hindeutet, dass dies eine gültige Darstellung der Mikrogravitation in Bezug auf die Auswirkungen auf die Wirbelsäule ist", erklärt der Forscher Philip Carvil.
Studien mit Studenten als Testpersonen haben zur Entwicklung des SkinSuit beigetragen. Nachdem die Probanden mit und ohne SkinSuit auf dem mikrogravitationssimulierenden Wasserbett gelegen hatten, wurden sie mit MRTs gescannt, um die Wirksamkeit des SkinSuits zu testen. Der Anzug wurde mehrfach überarbeitet, um ihn bequemer, tragbarer und effektiver zu machen. Jetzt liegt es am Mark VI-Design.
„Der Mark VI Skinsuit ist äußerst bequem und kann bis zu einem Punkt, an dem er für lange Zeiträume normaler Aktivität oder im Schlaf unauffällig getragen werden kann“, sagt Carvil. "Der Mk VI bietet eine Belastung von etwa 20% - etwas mehr als die Mondgravitation, was ausreicht, um Kräfte zurückzubringen, die denen der Wirbelsäule ähneln."
"Die Ergebnisse müssen noch veröffentlicht werden, aber es sieht so aus, als ob der Mk VI Skinsuit die Verlängerung der Wirbelsäule wirksam mildert", sagt Philip. "Außerdem lernen wir mehr über die grundlegenden physiologischen Prozesse und die Bedeutung des Nachladens der Wirbelsäule für alle."
