Interplanetare Reisen: Experimente zur Beseitigung der größten Gefahr für den menschlichen Körper
Bemannte Marsmissionen rücken immer näher und sind für das nächste Jahrzehnt geplant, doch es gibt noch einige Hindernisse zu überwinden. Eines der wichtigsten hängt mit der Reaktion des menschlichen Körpers auf die Schwerkraft zusammen.
Die erste bemannte Expedition zum Mars steht kurz bevor. Sowohl die NASA als auch die chinesische Weltraumbehörde (CNSA) haben Projekte, die relativ bald, innerhalb des nächsten Jahrzehnts, verwirklicht werden sollen.
Noch problematischer ist die Reise selbst, während der über einen längeren Zeitraum keinerlei Schwerkraft herrschen würde.
Der Unterschied zu früheren Mondmissionen liegt gerade in der Dauer. Eine Reise zum Mars würde allein für den Hinflug zwischen sechs und acht Monaten dauern, während die Astronauten, die auf dem Mond spazieren gingen, zurückkehrten, bevor die Schwerelosigkeit zu einem ernsthaften Problem wurde.
Eine Lösung zu finden, hat nun oberste Priorität.
Schwerelosigkeit und Langzeitschäden
Auf einer Reise zum Mars sind Astronauten durch einen längeren Aufenthalt in der Schwerelosigkeit Schäden an Knochen, Muskeln, Herz-Kreislauf-System und Stoffwechsel ausgesetzt, die wahrscheinlich langfristige Auswirkungen haben.
Aus diesem Grund konzentrieren sich aktuelle Studien eines internationalen Teams auf die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper und auf mögliche Methoden, diesen entgegenzuwirken.
Skelettmuskelgewebe ist das größte Gewebe im Körper und macht 40 % der Körpermasse aus. Da es besonders empfindlich ist, ist es nicht nur für die Bewegung, sondern auch für die Stoffwechselgesundheit von entscheidender Bedeutung.
Die verfügbaren Daten zu den Auswirkungen längerer Schwerelosigkeit sind jedoch noch zu begrenzt, weshalb auf der ISS erste Experimente mit Mäusen durchgeführt wurden, die neue Lösungsansätze eröffnen.
Die ersten Experimente
Die Mäuse wurden für einen Zeitraum von 28 Tagen in eine Vorrichtung namens MARS (Multiple Artificial-gravity Research System) gesetzt, mit der vier verschiedene Stufen schwacher Schwerkraft simuliert werden können.
Am Ende des Beobachtungszeitraums führte das Team unter der Leitung von Marie Mortreaux, einer Wissenschaftlerin am Muscle Biology Laboratory in Rhode Island, Untersuchungen an den Probanden durch.
Bei den Tests wurden Knochen, Muskeln und Stoffwechselprodukte – also im Blut vorkommende chemische Substanzen – untersucht. Es zeigte sich, dass eine Schwerkraft, die zwei Dritteln der Erdschwerkraft entspricht, für Muskeln und Knochen praktisch unbedenklich ist. Eine Schwerkraft von 0,67 g, die einem Drittel der Erdschwerkraft entspricht, führt zu einem Verlust an Muskelkraft.
Daher liegt der Schwellenwert, ab dem es riskant wird, bei 0,67 g.
Versuche am Menschen
Eine Wiederholung der Experimente im menschlichen Körper wäre unerlässlich, doch dies war bislang nicht möglich, vor allem weil es keinen Ort mit künstlicher Schwerkraft gibt, an dem Menschen lange genug verweilen können, um aussagekräftige Daten zu gewinnen.
Der einzige Nachweis für künstliche Schwerkraft im Weltraum ist schon recht alt und geht auf die Gemini-11-Mission im Jahr 1966 zurück, bei der ein Raumschiff mithilfe eines Verbindungsseils ein anderes umkreiste und so eine sehr geringe Schwerkraft erzeugte – allerdings nur für einige Stunden.
Einige Versuche wurden im Labor durchgeführt, allerdings wiederum nur für einen sehr kurzen Zeitraum.
Das liegt daran, dass die Entwicklung groß angelegter Schwerelosigkeitssimulatoren kompliziert und kostspielig ist und noch nicht vollständig geklärt ist, wie der menschliche Körper darauf reagiert.
Mögliche Lösungen
Nach dem Experiment mit Mäusen konnten jedoch einige Hypothesen zu möglichen Lösungen für die zukünftige Raumfahrt aufgestellt werden.
Eine rotierende Konstruktion könnte durch Zentrifugalkraft die Schwerkraft simulieren. Das „Nautilus-X“-Projekt der NASA basiert genau auf dieser Idee.
Die Astronauten auf der ISS nutzen bereits Trainingsgeräte, um den Abbau bzw. den Verlust von Muskelmasse zu verringern.
Ein Hybridsystem, das den Einsatz rotierender Strukturen mit körperlicher Betätigung verbindet, ist ebenfalls eine interessante Idee. Allerdings befindet es sich derzeit noch in der Entwurfsphase.
Quellenhinweis:
Matthew Williams - How Will Martian Gravity Affect Skeletal Muscle? Universe Today (2026)