Das Sportinstitut der Uni Freiburg forscht an einem Trainingsprogramm für Astronauten. Ziel ist es, ein optimales Programm zu finden, um die negativen Anpassungen des Körpers an die Schwerelosigkeit zu minimieren. Für die Raumfahrt ist die Arbeit der Sportwissenschaftler von zentraler Bedeutung, da es in den nächsten Jahren zu den ersten Marsmissionen kommen soll.
Dass ein Astronaut körperlich fit und ausdauerfähig sein muss, bevor er einen Flug ins All antreten kann, ist klar. Dass Astronauten aber ohne Training im All bei ihrer Rückkehr auf die Erde in sich zusammensacken wie Sandsäcke, scheint doch weniger offensichtlich.
Dies liegt aber schlicht daran, dass der Körper in der Schwerelosigkeit nicht nur an Muskelmasse verliert, sondern auch seine motorischen Fähigkeiten reduziert werden, wie etwa die der Gleichgewichtsfähigkeit.
Die Wissenschaftler um Prof. Dr. Albert Gollhofer und Ramona Ritzmann vom Institut für Sport und Sportwissenschaft arbeiten deswegen an Trainingsprogrammen, welche den Astronauten im All ermöglichen sollen, ihre Motorik und ihren Gleichgewichtssinn zu trainieren.
Unter allen Bedingungen trainieren
Dabei stehen drei Methoden im Mittelpunkt: Gleichgewichtskontrolle, Ganzkörpervibration und Springen. Ihre Methoden haben sie mit Probanden unter verschiedenen Bedingungen getestet, wie zum Beispiel unter Wasser, um herauszufinden, ob Muskeln und Nerven in der Schwerelosigkeit ebenso reagieren, wie unter Einfluss der Schwerkraft.
Fit bleiben im All – das ist das Ziel der Forschungsarbeit im Sportinstitut der Uni Freiburg.
Im Zentrum des derzeit getesteten Trainingskonzeptes steht die Nintendo Wii, mit welcher die posturale Kontrolle des Körpers – also das Gleichgewicht – trainiert werden soll. Ziel ist jedoch, ein Programm zu entwickeln, dass alle drei Methoden zusammenführen kann.
Prof. Dr. Gollhofer und Ramona Ritzmann arbeiten seit mehreren Jahren an ihrem Programm. In zwei bis drei Jahren sollen die Geräte aber bereits auf der Raumstation ISS getestet werden.
Um ihr jüngstes Gerät, die Wii von Nintendo, zu testen, haben die Forscher gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Parabelflüge unternommen, während derer man durch hohe Beschleunigungen in einem Flugzeug bis zu 22 Sekunden Schwerelosigkeit erzielen kann.
Durch ein Gurtsystem wurden die Probanden auf dem Gerät ebenso positioniert wie unter normalen Schwerkraftbedingungen der Erde. Während der Zeit der Schwerelosigkeit spielten sie ein Gleichgewichtsspiel – und das bis zu 30 mal in Folge.
Das Ergebnis war für die Forscher ein Erfolg: Sie konnten nachweisen, dass der Trainingseffekt unter Mars- und Mondgravitation der selbe war wie unter den normalen Schwerkraftbedingungen der Erde.
Während eines Parabelflugs trainieren Wissenschaftler in der Schwerelosigkeit.
Die Wii gewährleistet also ein Training in allen Konditionen und dazu noch einen Unterhaltungsaspekt im All. Dass hinter solchen Projekten ein enormer Aufwand steckt wird nicht nur an den Kosten für einen einzelnen Parabelflug klar, sondern auch an dem Aufwand, den die Forscher und ihre Probanden betreiben müssen.
Aber auch andere Geräte kommen bei den Forschern zum Einsatz. Zum Beispiel wird in einem Vibrationskäfig der „Trainierende“ in liegender Position mit Gurten auf einer Vibrationsplatte positioniert als würde er darauf stehen.
Werden die Vibrationsschwingungen dann eingeleitet, wird von den Muskeln Schwerstarbeit verlangt und damit ein maximaler Trainingserfolg in sehr kurzer Zeit erzielt. Untrainierte Menschen halten es darauf maximal 30 Sekunden aus, um dann mit butterweichen Beinen aus dem Gestell zu wanken.
Ähnlich funktionieren andere Geräte, die alle darauf ausgerichtet sind, das Zusammenspiel von Muskeln und Nerven mittels reflektorischer Muskelaktivität aufrecht zu erhalten.
Forschung hilft im Alltag
Ein weiteres Ergebnis der Forschung sind Trainingsmethoden, die im Alltag einsetzbar sind. So könnten die Trainingsgeräte auch zur Rehabilitation nach Unfällen verwendet werden oder für ältere Menschen, die in ihrer Beweglichkeit eingeschränkt sind.
Übrigens: Wer eine Wii besitzt kann damit schon einmal einen Anfang machen und von einer Landung auf dem Mars träumen.
Foto: 1. Training: Annette Persch 2. Parabelflug: Hoffmann/Multhaupt DLRVeröffentlicht am 2. Februar 2012
