Das Gefühl der Schwerelosigkeit oder der Schwerelosigkeit tritt auf, wenn die Auswirkungen der Schwerkraft nicht spürbar sind. Technisch gesehen existiert die Schwerkraft überall im Universum, weil sie als die Kraft definiert ist, die zwei Körper zueinander anzieht. Aber Astronauten im Weltraum spüren ihre Auswirkungen normalerweise nicht.
Die Internationale Raumstation befindet sich zum Beispiel im ewigen freien Fall über der Erde. Seine Vorwärtsbewegung entspricht jedoch fast der Geschwindigkeit seines „Sturzes“ in Richtung des Planeten., Dies bedeutet, dass die Astronauten im Inneren nicht in eine bestimmte Richtung gezogen werden. Also schweben sie.
Es klingt entspannend, kein Gewicht an den Füßen tragen zu müssen, aber langfristig sind viele gesundheitliche Probleme damit verbunden. Knochen und Muskeln werden schwächer und andere Veränderungen finden auch im Körper statt. Eine der Funktionen der ISS besteht darin, zu untersuchen, wie die Gesundheit von Astronauten durch lange Schwerelosigkeitsperioden beeinflusst wird.
Schwerelosigkeit erleben
Sie müssen die Erde nicht verlassen, um (kurz) den Bindungen der Schwerkraft zu entkommen., Jeder, der in einer schnellen Achterbahn die Spitze des Hügels erklomm oder in einem kleinen Flugzeug saß, das plötzlich vom Wind heruntergedrückt wurde, erlebte kurz Schwerelosigkeit.
In Flugzeugen, die eine Parabel fliegen, sind nachhaltigere Perioden möglich. Das Flugprogramm der NASA mit reduzierter Schwerkraft fliegt beispielsweise Flugzeuge in einer Reihe von etwa 30 bis 40 Parabeln, damit Forscher Experimente an Bord durchführen können. Jeder Aufstieg erzeugt 30 Sekunden lang eine Kraft, die etwa doppelt so hoch ist wie die Schwerkraft., Wenn dann das Flugzeug, das auch als „Erbrochener Komet“ bezeichnet wird, weil es einigen Passagieren übel wird, die Spitze der Parabel erreicht und absteigt, spüren die Passagiere etwa 25 Sekunden lang Schwerelosigkeit. (Wenn Sie dies selbst erleben möchten, bieten Unternehmen wie Zero G Corp. natürlich schwerelose Joyrides in Flugzeugen zu einem Preis an.)
Das Filmteam und die Schauspieler des Films „Apollo 13“ verbrachten Stunden an Bord eines Flugzeugs, das immer wieder Parabelflüge flog. Dies ermöglichte es den Schauspielern, während ihrer Zeit im Film Raumschiff wirklich zu „schweben“, anstatt sich auf umständliche Drähte zu verlassen.,
Astronauten erleben jedoch viel längere Zeit Schwerelosigkeit. Die längste Zeit, die im Weltraum verbracht wurde, fand 1994-95 statt, als Valeri Polyakov fast 438 Tage im Weltraum verbrachte.
Schon ein paar Tage im All können vorübergehende gesundheitliche Probleme mit sich bringen, wie Heidemarie Stefanyshyn-Piper entdeckte, nachdem sie 2006 während der STS-115 zwei Wochen im Weltraum verbracht hatte. Während einer Pressekonferenz nach der Landung brach Piper zusammen, da sie nicht ganz auf die Schwerkraft eingestellt war.,
Vorübergehende gesundheitliche Auswirkungen
Schwerelosigkeit bewirkt, dass sich mehrere Schlüsselsysteme des Körpers entspannen, da er den Zug der Schwerkraft nicht mehr bekämpft. Astronauten Gefühl von oben und unten verwirrt, sagte die NASA, weil das vestibuläre System nicht mehr herausfinden kann, wo der Boden und die Decke sind. Raumfahrzeugdesigner berücksichtigen dies; Die ISS zum Beispiel hat alle ihre Schriften an den Wänden, die in die gleiche Richtung zeigen.,
Besatzungsmitglieder erleben auch eine Störung in ihrem propriozeptiven System, das angibt, wo Arme, Beine und andere Körperteile relativ zueinander ausgerichtet sind. „Die erste Nacht im Weltraum, als ich in den Schlaf driftete“, sagte ein Apollo-Astronaut in einem NASA-Interview, “ wurde mir plötzlich klar, dass ich den Überblick verloren hatte … meine Arme und Beine. Für alles, was mein Verstand sagen konnte, waren meine Gliedmaßen nicht da.“
Diese Desorientierung kann dazu führen, dass Astronauten für einige Tage unruhig werden. Ein berühmtes Beispiel fand 1969 während Apollo 9 statt., Rusty Schweickart musste einen geplanten Weltraumspaziergang ändern, weil er sich krank fühlte. Die Sorge war, dass sich die Flüssigkeit, wenn er sich in seinem Raumanzug erbrach, durch seinen Helm ausbreiten könnte (was das Sehen erschwert) oder das Atemgerät stören und ihn möglicherweise zu Tode ersticken könnte.
Raumfahrzeuge müssen auch so konzipiert sein, dass sie die Schwerelosigkeit berücksichtigen. Während der Weltraumspaziergänge benötigen Astronauten beispielsweise zusätzliche Hand-und Fußstützen an der Außenseite ihres Raumfahrzeugs, damit sie sich verankern und nicht wegschwimmen können., (Astronauten befestigen sich auch an ihnen in Fesseln, falls sie ihren Halt verlieren.)
Langfristige gesundheitliche Auswirkungen
Astronauten im Weltraum für Wochen bis Monate können in Schwierigkeiten geraten. Kalzium in Knochen scheidet durch Urin aus. Wenn die Knochen schwächer werden, sind Astronauten anfälliger dafür, sie zu brechen, wenn sie rutschen und fallen, genau wie Menschen mit Osteoporose. Muskeln verlieren auch Masse.
Aber die Zeit auf der Internationalen Raumstation hat der NASA geholfen, Studien darüber durchzuführen, wie die Gesundheit von Astronauten durch die Zeit in der Schwerelosigkeit beeinflusst wird. Bereits die Agentur hat Änderungen vorgenommen., Zum Beispiel ersetzte es 2008 das Interim Resistive Exercise Device (iRED) durch das Advanced Resistive Exercise Device, mit dem Astronauten Gewichtheben können, ohne ihr Obergewicht zu „maximieren“. ARED ist mit besseren Ergebnissen bei Knochendichte und Muskelkraft verbunden, obwohl alle Schlussfolgerungen im Weltraum (im allgemeinen) schwer zu ziehen sind, da die Astronautenpopulation bereits fit und extrem klein ist.,
Astronauten haben typischerweise eine zugewiesene Übungszeit von zwei Stunden pro Tag im Weltraum, um diesen Effekten entgegenzuwirken; Diese Zeit umfasst nicht nur Herz-Kreislauf-Übungen und Gewichtheben, sondern auch Zeit, sich umzuziehen und Ausrüstung auf-oder abzubauen. Trotz Übung dauert es immer noch Monate der Rehabilitation, um sich nach einer typischen sechsmonatigen Weltraummission auf der Erde anzupassen. In jüngerer Zeit haben Ärzte Augendruckänderungen im Orbit entdeckt. Die NASA hat Sehveränderungen bei Astronauten auf der Raumstation verfolgt, aber nichts so Ernstes, um Besorgnis zu erregen., Seine Ursache wird noch untersucht, obwohl ein möglicher Schuldiger Wirbelsäulenflüssigkeit ist, die in der Schwerelosigkeit konstant bleibt, anstatt die normale Verschiebung, die auf der Erde stattfindet, wenn Sie sich hinlegen oder aufstehen. Zusätzlich zur Wirbelsäulenflüssigkeit verfolgte eine Studie aus dem Jahr 2017 Veränderungen sowohl bei Kurz-als auch bei Langflug-Astronauten. Einige Studien weisen auch darauf hin, dass Astronauten aufgrund des Filtersystems einen leicht erhöhten Kohlendioxidgehalt auf der Station haben; Dieses Gas kann auch zu Augenproblemen beitragen.,
Der ehemalige NASA-Astronaut Scott Kelly nahm 2015-16 an einer seltenen einjährigen Mission zur Internationalen Raumstation teil. Sein Zwillingsbruder und ehemaliger NASA-Astronaut Mark (der vor Scott in Rente ging) stimmte zu, zusammen mit Scott an mehreren „Zwillingsexperimenten“ teilzunehmen, um Scotts Gesundheit im Weltraum mit der von Marks vor Ort zu vergleichen.
Vorläufige Ergebnisse einer im Oktober 2017 veröffentlichten Studie zeigten, dass sich verschiedene Gene im Weltraum ein-oder ausschalten. Andere Studien, die zu Beginn dieses Jahres diskutiert wurden, zeigten ebenfalls subtile Veränderungen., Zum Beispiel wurden Telomere (die die Verschlechterung der Chromosomen verlangsamen) in Scott vorübergehend länger im Weltraum. Scott hatte auch eine leichte Verschlechterung der kognitiven Fähigkeiten (Denkgeschwindigkeit und Genauigkeit) und der Knochenbildung, obwohl nicht genug, um besorgt zu sein.
Wissenschaftler, die mit Mikrogravitations-Gesundheitsexperimenten arbeiten, stellen fest, dass die Veränderungen im Orbit häufig das nachahmen, was passiert, wenn Menschen auf natürliche Weise altern, obwohl die Prozesse oft unterschiedlich sind., Eine Gruppe kanadischer Forscher — von denen einige über Expertise in der Weltraummedizin verfügen-hat Zugang zu einer langfristigen Gesundheitseinrichtung für Senioren an der Universität von Waterloo. Dort können Forscher Senioren in ihren Wohnungen messen, anstatt sie in ein Labor zu bringen, wo die Bedingungen künstlich sind und bestimmte Gesundheitszustände maskieren oder übertreiben können.