Wie gehen Astronauten im Weltraum auf die Toilette?

Ich bin der Meinung, dass sich diese Nation dem Ziel verschreiben sollte, noch vor Ende dieses Jahrzehnts einen Menschen auf dem Mond landen zu lassen und ihn sicher zur Erde zurückzubringen. Kein anderes Raumfahrtprogramm wird einen größeren Eindruck bei der Menschheit hinterlassen oder für die langfristige Erforschung des Weltraums von größerer Bedeutung sein, und kein anderes Unterfangen wird so mühsam oder so teuer sein. Dies waren die Worte von John F. Kennedy, dem 35. Präsidenten der Vereinigten Staaten, in seiner Rede zur Lage der Nation vor dem Kongress am 25. Mai 1961. Eine solche Aussage ist mutig und aufregend, aber natürlich erscheint sie in den Augen mancher Leute auch dumm. Damals boten die Buchmacher von Ladbrokes eine Quote von 1.000:1 an, dass Kennedys Erklärung nicht wahr werden würde.

Im Jahr 1969 gelang es amerikanischen Astronauten, die Mondoberfläche zu betreten und sicher zur Erde zurückzukehren.

Die Menschheit hat große Fortschritte gemacht.

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Von Adam Hart-Davis, Paul Bader

Übersetzt von Shao Xin

Weltraumforschung

Was machen Astronauten auf der Raumstation? Sie verbringen einen Teil ihrer Zeit mit Wohnen – Schlafen, Kochen, Essen, Sport – und den Großteil der restlichen Zeit mit Arbeiten: Warten und Reparieren von Geräten, Durchführen von physiologischen Gesundheitstests, Durchführen wissenschaftlicher Experimente usw.

Einige dieser wissenschaftlichen Experimente dienen dazu, eine Theorie zu testen. Beispielsweise ließ David Scott am Ende der Apollo-15-Mission auf dem Mond gleichzeitig einen Hammer und eine Feder fallen. Auf der Erde würde eine Feder aufgrund des Luftwiderstands langsam fallen. Auf dem Mond hingegen, der keine Atmosphäre besitzt, fielen sie gemeinsam nieder und schlugen gleichzeitig auf der Mondoberfläche auf. Dies zeigt, dass das Gewicht des Gegenstands keinen Einfluss auf seine Fallgeschwindigkeit hat, solange er beim Fallen nicht dem Luftwiderstand ausgesetzt ist. Galileo äußerte diese Idee im Jahr 1590 und Adam testete sie, indem er Tomaten unterschiedlicher Größe vom Schiefen Turm von Pisa fallen ließ. Die NASA verfügt über ein umfangreiches Forschungsprogramm im Bereich der Biowissenschaften, in dessen Rahmen Astronauten alles von den Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf ihren Körper bis hin zum Wachstum von Pflanzen und Tieren im Weltraum untersuchen. Bei Pflanzen und kleinen Tieren hoffen die Wissenschaftler, das Wachstum und die Entwicklung über mindestens zwei volle Generationen hinweg verfolgen zu können, um zu sehen, wie sich Mikrogravitation oder Schwerelosigkeit auf ihr Wachstum auswirkt. Die Experimente zeigten, dass dies offenbar keine Auswirkungen auf Wirbellose hatte, daher waren die nächsten Versuchsobjekte kleine Säugetiere und Fische.

Viele Fragen sind noch offen: Welchen Einfluss hat die Schwerelosigkeit auf die Sensoren im Innenohr und auf das Gehirn? Leiden Kleintiere im gleichen Ausmaß unter Muskelschwund und Knochenverlust wie Menschen? Können Pflanzen in der Schwerelosigkeit normal wachsen? Welche Pflanzenteile reagieren empfindlich auf die Schwerkraft? Können genügend essbare Pflanzen als Nahrungsquelle für Astronauten angebaut werden? Das Apollo-Sojus-Testprogramm, Skylab und später die Raumstation zwangen die Planer, sich mit den Problemen und Herausforderungen auseinanderzusetzen, die sowohl bei Kurzzeit- als auch bei Langzeit-Raumflügen auftreten würden. Der erste ist der Übergewichtszustand, der durch die Beschleunigung während des Startvorgangs entsteht. Glücklicherweise ist erwiesen, dass Übergewicht kein großes Problem darstellt, wenn der Körper der Astronauten fixiert und gut gestützt wird.

Astronaut David Scott demonstriert Millionen von Fernsehzuschauern das Hammer- und Federexperiment auf dem Mond.

Archive丨Weltraumexperimente

Dieser Wissenschaftler an Bord der Internationalen Raumstation überwacht das Pflanzenwachstum in der Schwerelosigkeit. Einige Experimente zum Wachstum von Proteinkristallen wurden auch im Weltraum durchgeführt. Wissenschaftler hoffen, dass sie die Struktur von Proteinen besser verstehen können, wenn sie nicht von der Schwerkraft beeinflusst werden. Auch Gewebekulturprozesse können sich ändern, wenn Zellen in einem Zustand der Schwerelosigkeit gehalten werden. Die Beobachtung der Erde aus dem Weltraum soll nützliche Informationen zur globalen Erwärmung, Wüstenbildung und anderen Themen liefern.

Schwerelosigkeit

Schwerelosigkeit, auch als Schwerelosigkeit bekannt. In der Erdumlaufbahn sind Astronauten nicht wirklich schwerelos und die Schwerkraft ist nicht Null. In Wirklichkeit fällt das Raumschiff ständig auf die Erde zu, und sein Inneres bildet da keine Ausnahme. Da die Fallbeschleunigung gleich ist, gibt es keine Interaktion zwischen den Astronauten und dem „Boden“ des Raumfahrzeugs. Es ist, als ob Sie auf einem Trampolin hüpfen. Während Sie nicht auf dem Trampolin sind, befinden Sie sich die ganze Zeit im freien Fall oder in der Schwerelosigkeit. Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, Wasser aus einem Behälter (vorzugsweise aus Plastik) in einen anderen zu gießen, während Sie von einem Trampolin springen. Sie werden es ziemlich schwierig finden. Dies wird allgemein als Schwerelosigkeit oder Nullgravitation bezeichnet und ist das, was Astronauten erleben.

In einer Umgebung mit Schwerelosigkeit schweben Objekte, wenn sie nicht gesichert sind. Man kann nicht normal auf dem „Boden“ laufen, sondern muss Dinge wie Klettverschlüsse oder Magnetstiefel verwenden. Auch das Abstellen von Gegenständen auf Tischen oder Regalen ist nicht möglich, diese müssen verankert werden. Schwerelosigkeit führt häufig zur Raumkrankheit, die wie die Seekrankheit durch widersprüchliche Signale an das Gehirn bezüglich der Auf- und Ab-Richtung verursacht wird. Da die Bogengänge in Ihren Ohren (eher langsam) gegen die Schwerkraft arbeiten, können Ihre Augen Ihnen sagen, wo Sie sich horizontal befinden und somit, wo oben und wo unten ist. Im Zustand der Schwerelosigkeit sind die Ohren völlig unfähig, sich anzupassen und selbst die Augen können oft nicht erkennen, wo die horizontale Richtung ist. Die daraus resultierende physiologische Reaktion ist Übelkeit. Viele Astronauten haben unter schwerer Raumkrankheit gelitten, aber glücklicherweise scheinen die Symptome innerhalb von zwei bis drei Tagen abzuklingen. Darüber hinaus kann langfristiger Bewegungsmangel zu Muskelschwund führen, daher ist die Raumstation mit Heimtrainern, vibrierenden Fitnessgeräten und anderen Geräten ausgestattet. Allerdings wurden diese Geräte so modifiziert, dass Astronauten darauf befestigt werden können.

Nach einer gewissen Zeit der Schwerelosigkeit nimmt auch die Blutmenge im menschlichen Körper ab. Im Weltraum werden sich Astronauten nicht allzu unwohl fühlen. Doch wenn die Astronauten zur Erde zurückkehren, werden sie sich aufgrund des Muskelschwunds und der Rückkehr der Schwerkraft sehr unwohl fühlen. Dies könnte auf einer langen Reise zum Mars zu Problemen führen, da die Astronauten bei ihrer Ankunft in höchster Wachsamkeit und bei guter Gesundheit sein müssen. Da im Weltraum zudem die Belastung der Gliedmaßen durch das Tragen des Körpergewichts erheblich reduziert ist, geht der Körper davon aus, dass die Knochen nicht so stark sein müssen. Dadurch geht eine große Menge Kalzium in den Knochen verloren. Die Verlustrate kann bis zu 1 % pro Monat betragen. Ein längerer Aufenthalt im Weltraum wird sehr ernste Probleme verursachen.

Die Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation sind einander näher gekommen, da sie gemeinsam die Schwerelosigkeit erleben. Die Schwerelosigkeit macht zunächst Spaß, kann aber auch viele Unannehmlichkeiten mit sich bringen.

Datenblatt | Künstliche Schwerkraft

Wissenschaftler haben verschiedene Möglichkeiten entwickelt, künstliche Schwerkraft zu erzeugen. In Filmen sehen wir, dass der ringförmige Teil des Raumfahrzeugs durch Rotation an der Außenseite künstliche Schwerkraft erzeugen kann (linkes Bild), in der Realität ist dies jedoch nicht so einfach umzusetzen. Eine mögliche Lösung besteht darin, das Raumschiff in zwei Teile zu teilen, einen für die Triebwerke und einen anderen als Wohnquartier. Die beiden Teile sind durch Kabel verbunden, sodass sie sich um einen gemeinsamen Schwerpunkt drehen können.

Medizinische Notfälle

Da die Missionen der Astronauten immer länger werden, steigt auch die Wahrscheinlichkeit, dass sie krank werden, sich verletzen oder einfach nur Zahnschmerzen bekommen. Aus diesem Grund werden die meisten Missionen von einem Arzt begleitet, der solche Notfälle bewältigen kann. Zudem müssen alle Astronauten in Erster Hilfe und verschiedenen Fertigkeiten geschult sein, um die Arbeit eines handlungsunfähigen Begleiters übernehmen zu können. Doch es gibt noch eine andere heikle Frage: Was passiert, wenn jemand im Weltraum stirbt? Sie können die Leichen nicht für die nächsten Wochen bei allen behalten. Werden sie ihre Gefährten also direkt im Weltraum „begraben“?

Astronauten auf der Raumstation müssen täglich mehrere Stunden trainieren, um Muskelschwund und Knochenverlust vorzubeugen.

Weltraumstrahlung

Je weiter man von der Erde entfernt ist, desto größer ist die Gefahr durch Strahlung. An der Erdoberfläche blockiert das Ozon in der Atmosphäre den Großteil der ultravioletten Strahlen der Sonne und das Magnetfeld der Erde blockiert den Großteil der schädlichen kosmischen Strahlung. Doch sobald das Raumfahrzeug die Erde umkreist, können ultraviolette Strahlen es zwar noch immer nicht durchdringen, doch die Risiken durch andere Strahlungen nehmen zu. UV-Strahlung könnte ein ernsteres Problem darstellen, wenn Astronauten auf dem Mars landen würden, da der Mars keine Ozonschicht hat und seine Oberfläche von morgens bis abends der UV-Strahlung vollständig ausgesetzt ist. Raumanzüge müssen ultraviolette Strahlen blockieren, sonst erleiden Astronauten schwere Verbrennungen.

Kosmische Strahlung ist schädlicher als ultraviolette Strahlung und wird am besten durch Materialien blockiert, die große Mengen an Wasserstoffatomen enthalten. Erstaunlicherweise schneidet Polyethylen, eines der einfachsten Polymere, in dieser Hinsicht sehr gut ab. Die 30 Zentimeter dicke Polyethylenwand, die das Raumfahrzeug umgibt, absorbiert 30 Prozent der Strahlung. Dennoch dringen viele Strahlen in die Kabine ein. Um den Schaden zu minimieren, besteht eine Möglichkeit darin, den Astronauten große Mengen Vitamin C und andere Nahrungsmittel zuzuführen, die reich an Antioxidantien sind. Diese können schädliche Ionen und freie Radikale entfernen, die durch die Strahlung im Körper entstehen.

Weltraumnahrung

Lebensmittel und Getränke erfordern eine besondere Handhabung. In der Schwerelosigkeit bleibt das Essen nicht auf dem Teller liegen und Getränke können nicht aus einer Tasse getrunken werden. Früher wurde alles in Aluminiumtuben verpackt. Im Jahr 1961 bestand die Mahlzeit des sowjetischen Kosmonauten German Titow aus einer Tube Gemüsepüree, einer Tube Leberpastete und einer Tube Johannisbeersaft. Heutzutage schmeckt das Essen viel besser und es gibt viel mehr Auswahl, egal ob es sich um Konserven nach russischer Art oder dehydrierte Lebensmittel nach amerikanischer Art handelt. Astronauten essen ihre Mahlzeiten mit magnetischen Messern, Gabeln und Löffeln, die am Tisch haften oder auf einem Tablett liegen, das auf ihrem Schoß befestigt ist.

Niemand hätte Hamburger jemals mit Schwerelosigkeit in Verbindung gebracht. Auf dem Bild schwebt einem Astronauten auf der Internationalen Raumstation ein Abendessen aus den Händen.

Das Futter selbst ist in Dosen oder kleinen Päckchen verpackt. Nach der Zugabe von Wasser wird es klebrig und kann am Löffel oder an der Gabel kleben bleiben. Die Getränke werden in Quetschflaschen aus Kunststoff serviert und können direkt aus dem Mund getrunken werden. Astronauten müssen sehr vorsichtig sein, dass sie nichts verschütten, denn sonst können in der Raumkapsel schwebende Trümmer und Tröpfchen große Probleme verursachen: Sie können Instrumente und Luftfilter verstopfen und auch in die Augen der Astronauten gelangen. Aus irgendeinem Grund essen Astronauten im Weltraum normalerweise sehr wenig und verlieren etwa 5 % ihres Körpergewichts, wenn sie zur Erde zurückkehren. In manchen Fällen kann sich dies negativ auf die körperliche Gesundheit der Astronauten auswirken. Daher werden diejenigen, die sichtbar dünn wirken, dazu angehalten, mehr zu essen. Sie können auch Weltraumnahrung kaufen und selbst probieren. Mehrere Unternehmen vermarkten die gleiche Nahrung, die auch Astronauten zu sich nehmen, und preisen sie als ideal für Campingausflüge an.

Schwerelosigkeitstoilette

Der Gang zur Toilette ist seit Alan Shepards erstem Flug ins All ein Problem. Die ersten Astronauten trugen Windeln (von der NASA euphemistisch „Bindungsausrüstung“ genannt), doch für Flüge, die länger als ein paar Stunden dauerten, reichten diese nicht mehr aus. Skylab installierte ein neues Abfallmanagementsystem, das Waste Collector System (WCS), das durch einen einfachen Vorhang vor dem Benutzer abgeschirmt war.

Das WCS besteht aus einem etwa 80 cm hohen und 30 cm breiten Zylinder und erinnert optisch ein wenig an eine altmodische Wäschespinne. Ein Schlauch erstreckt sich wie ein Staubsauger von der Vorderseite des Zylinders und dient als Unisex-Urinsammelgerät mit einem dreieckigen Gummi-Sammelanschluss am Ende. Da Männer und Frauen jedoch unterschiedliche Uriniergewohnheiten haben, ist die Verwendung dieses Auffangports für jeden unangenehm. Da die Vakuum-Urinabsorptionsleistung von WCS nicht sehr gut ist, ist der Auffanganschluss nach der Verwendung durch die vorherige Person außerdem immer etwas feucht.

Wenn Sie einen großen Penis haben möchten, ziehen Sie Ihre Hose aus, setzen Sie sich auf den Zylinder, stellen Sie Ihre Füße auf die Steigbügel an der Außenseite des Zylinders und legen Sie dann ein Paar elastische Fesseln an Ihre Oberschenkel. Denken Sie daran, dass Sie schwerelos sind und beim Verrichten Ihrer Notdurft nicht davonschweben möchten. Sobald Sie diese Schritte abgeschlossen haben, können Sie den Deckel vom Zylinder schieben, um die Toilette zu benutzen. Nächste Frage: Schwerelosigkeit. Auf der Erde fallen die Fäkalien nach unten; In der Schwerelosigkeit sind die Exkremente zu klebrig, um herauszufallen. Der Sitz ist mit 11 Rohren ausgestattet, die die Luft in alle Richtungen nach oben blasen, sodass die Exkremente Ihrem Hintern „Auf Wiedersehen“ sagen und in den Zylinder fallen können. Allerdings war die aus dem Rohr strömende Luft eiskalt. Sobald der Kot in den Zylinder gelangt, wird er nach außen rotiert und gefriergetrocknet, damit er nicht im Weg ist. Die Verwendung des WCS war definitiv keine angenehme Erfahrung und mindestens ein Astronaut verbrachte die gesamte Mission ohne etwas zu essen, nur um die Verwendung des WCS so weit wie möglich zu vermeiden. Leider produziert der Körper auch ohne Nahrung Abfallstoffe, sodass das Gerät trotz Hunger zum Einsatz kommen muss.

Dieser Prototyp einer Schwerelosigkeitstoilette ähnelt dem WCS. Nutzen Sie den Luftstrom, um die Exkremente zum Trocknen in einen Einwegbehälter zu ziehen. Unglücklicherweise trocknete der Kot im WCS so stark ein, dass er schließlich in Flocken abfiel und in der Kapsel herumschwamm. Und da sich die Astronauten gerne gegenseitig mit Erdnüssen bewerfen, können sie nur am Geruch erkennen, ob es sich um Erdnüsse oder Kotfragmente handelt.

Psychologische Herausforderungen

Darüber hinaus sind mit Raumflügen eine Reihe psychischer Belastungen verbunden. Der erste Grund ist die Klaustrophobie, die durch den längeren Aufenthalt in einer „Metallbox“ entstehen kann. Die Apollo-Astronauten arbeiteten in Dreiergruppen, sehr nahe beieinander, und konnten ihre Position grundsätzlich nicht verändern oder ihre Gliedmaßen strecken. Auch wenn die Internationale Raumstation über mehr Platz verfügt, können Sie sich nicht hinausschleichen und auch nur eine Minute allein sein. Man ist immer mit anderen zusammen und kann ihnen nicht entkommen. Sie können nur beten, dass Ihre Begleiter keinen Mundgeruch oder stinkende Füße haben. Wenn das passiert, können Sie es nur im Interesse der Mission Tag und Nacht ertragen. Ihr Begleiter hat möglicherweise eine laute Stimme, ein schrilles Lachen, ist ein Plappermaul, neigt zum Rülpsen, hört nicht gern zu oder hat eine andere kleine unangenehme Angewohnheit.

Von Familie und Freunden getrennt zu sein, kann einsam machen und auch zu Langeweile und Depressionen führen, obwohl Depressionen bei Astronauten in der Praxis nicht so schwerwiegend zu sein scheinen wie bei U-Boot-Fahrern. Dies lässt vermutlich darauf schließen, dass die Bodenkontrolle den Astronauten genügend Unterstützung gab, um Depressionen vorzubeugen. Wenn Ihnen langweilig ist, können Sie sich die Zeit mit Filmen und Spielen vertreiben. Sie können Ihre Familie auch während einer Mission im Orbit anrufen, bei Missionen in größerer Entfernung ist das Telefonieren jedoch nicht so einfach. Sogar auf dem Mond gäbe es eine dreisekündige Verzögerung bei der Kommunikation, was die Unterhaltung extrem schwierig machen würde – bis man die Antwort auf eine Frage gehört hat, sind einem schon zwei neue eingefallen. Auf dem Mars würde die Verzögerung etwa 45 Minuten betragen und Sie müssten per E-Mail kommunizieren. Manche Probleme lassen sich im Voraus möglicherweise nicht so leicht vorhersehen. Einer davon ist der Geruch. Zur Sicherung von Gegenständen wurde Klettverschluss zur Internationalen Raumstation geschickt. Aber in einem geschlossenen Raum würde sein seltsamer Geruch einen unangenehmen Geschmack im Hals hinterlassen; Also brachte das nächste Space Shuttle es zurück, aber auch dieser Vorgang dauerte mehrere Wochen und die Raumstation hatte keine Fenster, die die Astronauten herunterkurbeln konnten, um frische Luft zu bekommen.

Es ist eine zermürbende Umgebung – niedrige Schwerkraft, eingeschränktes Verhalten und die Notwendigkeit, wochen- oder monatelang mit anderen Menschen zusammenzuleben.

—Nick Kanas, Raumpsychologe

Profil: Nick Kanas

Nick Kanas, Psychologieprofessor an der University of California in San Francisco, untersucht seit 15 Jahren die psychische Gesundheit von Astronauten. Darüber hinaus fungiert er als Berater des Committee on Space Biology and Medicine Discipline zum menschlichen Verhalten. Insbesondere untersuchte er das Gruppenverhalten der Astronauten der NASA und der Raumstation Mir – wie sie mit anderen Astronauten, der Bodenkontrolle und ihren Familien interagierten.

George Aldrich ist ein Geruchsexperte der NASA, der als „Detektivhund“ bekannt ist. Im Laufe der Jahre hat er mindestens 700 Artikel einem Geruchstest unterzogen und die Zahl wächst ständig. Wie bei jedem anderen Menschen, der unter Stress steht, neigen Astronauten dazu, ihre Frustrationen an andere weiterzugeben. Genauso wie Sie bei der Arbeit den ganzen Tag von Ihrem Chef angeschrien werden, schreien Sie zu Hause vielleicht Ihren Partner an oder treten Ihre Katze. Wenn Astronauten in einem Raumschiff deprimiert werden, schreien sie möglicherweise die Bodenkontrolle an oder, schlimmer noch, sie lassen ihren Ärger an ihren Familien zu Hause aus.

Die Russen und Amerikaner verhalten sich im Weltraum völlig unterschiedlich. Wenn an einer Aufgabe Menschen mit unterschiedlichem kulturellen Hintergrund beteiligt sind, können neben den unvermeidlichen Missverständnissen auch unerwartete Spannungen entstehen. Allerdings kann auch eine multikulturelle Gruppe sehr effektiv sein. Als der Airbus A380 im Werk Toulouse hergestellt wurde, kamen die Teammitglieder aus verschiedenen Ländern, darunter Frankreich, Deutschland, Spanien und dem Vereinigten Königreich. Teamleiter berichteten, dass sie trotz der gleichen technischen Ausbildung Probleme aus unterschiedlichen Blickwinkeln angingen, was oft sehr effektiv war.

Unter den Astronauten sollte es keine Minderheiten geben, da es sonst zu Isolation, Schikanen oder Hänseleien kommen könnte. Dies geschah, als sich ein Amerikaner zwei Russen an Bord der Raumstation Mir anschloss. Ein Amerikaner und sechs Russen oder eine Frau und acht Männer sollten daher nicht gemeinsam auf eine Mission geschickt werden. Im Idealfall sollte das Verhältnis von Männern zu Frauen und das Verhältnis von Menschen unterschiedlicher Rassen ungefähr gleich sein und die Gesamtzahl der Menschen sollte auf 7 Personen begrenzt werden. Bei einer ungeraden Personenzahl ist es vorteilhaft, mit Stimmenmehrheit zu entscheiden.

Außenbordaktivitäten

Astronauten verlassen manchmal ihr Raumschiff, um Weltraumspaziergänge zu unternehmen, sogenannte Extravehicular Activities (EVAs). Viele Menschen beschreiben dies als den besten Teil der Raumfahrt. Bei Außenbordeinsätzen müssen Astronauten unter Druck stehende Raumanzüge tragen, über unabhängige Lebenserhaltungssysteme verfügen und reinen Sauerstoff atmen. Raumanzüge sind groß und ziemlich sperrig. Das Unerträglichste ist, dass die Handschuhe schwer und hart sind. Nach einigen Stunden Tragen fühlen sich Ihre Hände müde und wund an, als würden Sie mehrere Stunden lang wiederholt einen Gummiball drücken. Sie werden jedoch eine ungewöhnliche Freiheit genießen, ein bisschen wie in einem Schwimmbecken, ohne planschen zu müssen. Außerdem ist die Aussicht atemberaubend – Sie können halb Europa auf einmal sehen, und das bei nur 45 Minuten Tageslicht und 45 Minuten Nachtlicht. Astronauten verlassen das Raumschiff jedoch nicht nur, um die Landschaft zu genießen, sondern sie haben auch verschiedene Aufgaben zu erledigen, insbesondere die Reparatur von Raumfahrzeugen, künstlichen Satelliten oder Instrumenten wie dem Hubble-Weltraumteleskop (siehe Seiten 64-65).

Ohne Bett fällt es den Menschen oft schwer, gut zu schlafen. Astronauten schlafen in Fesselschlafsäcken oder Hängesäcken, die meist senkrecht (im Verhältnis zum „Boden“) an der Wand befestigt werden, da sie weniger Platz beanspruchen und dem Körper weniger Orientierung geben. Einige Raumschiffe verfügen über Kojen, in denen Astronauten auf einer „oberen“ oder „unteren“ Koje schlafen können, und das Bett fühlt sich in der Schwerelosigkeit nicht so hart an. Im Durchschnitt schlafen Astronauten im Weltraum eine Stunde weniger als auf der Erde.

Manchen Astronauten fällt es besonders schwer, sich nach ihrer Rückkehr zur Erde anzupassen.

— Nick Kanas, Raumpsychologe

Die Zukunft der menschlichen Weltraumforschung

Der erste Schritt für den Menschen zur Erforschung des Universums ist natürlich der Mond, und der nächste Schritt ist offensichtlich der Mars. Im Vergleich zur Venus ist der Mars weiter von der Erde entfernt, aber die geologischen Bedingungen an der Oberfläche sind viel besser. Die Menschen wollten schon immer zum Mars fliegen und mehr über den roten Planeten erfahren, aber ist das möglich?

Erstens dauert die Anreise zum Mars etwa acht Monate, die Rückreise natürlich ebenso lange, dazu kommt noch der mehrmonatige Aufenthalt der Astronauten, also insgesamt etwa zwei bis drei Jahre. Wenn sieben Astronauten gleichzeitig unterwegs wären, wäre die Menge an Nahrung, Wasser, Sauerstoff und anderen lebenserhaltenden Vorräten, die während dieser Zeit benötigt würden, enorm, und selbst die Saturn V könnte nur einen kleinen Teil davon ins All schicken. Raumfahrzeuge und lebenserhaltende Vorräte müssen im Weltraum zusammengebaut werden, beispielsweise auf der Internationalen Raumstation.

Im Januar 2007 nahm die amerikanische Astronautin Sunita L. Williams an einer Außenbordmission auf der Internationalen Raumstation teil. Während der siebenstündigen Mission konfigurierte Williams den Kühlkreislauf für eines der Module neu, ordnete die elektrischen Anschlüsse neu an und sicherte den Steuerbordkühler des P6-Fachwerks, nachdem dieser herausgezogen worden war.

Zweitens war noch nie jemand so lange im Weltraum. Die amerikanische Astronautin Sharon Lucid verbrachte insgesamt 188 Tage oder sechs Monate auf der russischen Raumstation Mir. Sie schrieb einmal in einer E-Mail nach Hause, dass sie jeden Sonntag rosa Socken trage und sich eine Schüssel Wackelpudding mit zwei russischen Kosmonauten teile. Als sie schließlich von ihrer Mission zurückkehrte, war sie zum Erstaunen der Experten in der Lage, das Shuttle selbstständig zu verlassen. Der russische Kosmonaut Dr. Valeriy Polyakov verbrachte von Januar 1994 bis März 1995 438 Tage an Bord der Raumstation Mir und stellte damit den Rekord für den längsten ununterbrochenen Aufenthalt im Weltraum auf. Im Weltraum trainiert er täglich 1,5 bis 3 Stunden und kann nach der Landung zu einem nahegelegenen Stuhl gehen. Am nächsten Tag ging er joggen. Diesen Erfahrungen zufolge werden Astronauten nach ihrer achtmonatigen Weltraumreise bei ihrer Ankunft auf dem Mars noch gehfähig sein. Doch in welchem ​​Zustand wird ihr Zustand sein, wenn sie zur Erde zurückkehren?

Drittens ist die Lebenserwartung des Menschen kurz. Eine dreijährige Marsexpedition ist zwar für menschliche Reisen lang, dauert aber nur ein Vierzehntel der Dauer der Voyager Interstellar Mission. 42 Jahre nach seinem Start ist Voyager immer noch einsatzbereit.

Viertens sind die Kosten zu hoch. Im Rahmen des Aurora-Programms plant die Europäische Weltraumorganisation (ESA) eine Reihe von Marserkundungsmissionen mit dem Ziel, bis 2030 eine bemannte Erkundungsmission abzuschließen. Auch die NASA hat eine bemannte Marsmission angedeutet, offiziell angekündigt wurde sie bisher jedoch noch nicht. Der britische Sportwissenschaftler Adam Hawkey glaubt, dass Astronauten, wenn sie den Mars erreichen, eher laufen als gehen werden. Die Schwerkraft des Mars beträgt nur ein Drittel der Schwerkraft der Erde, was dem Auftreten auf Federn entspricht. Zu diesem Zeitpunkt ist Laufen effizienter als Gehen.

Im Jahr 1998 war der amerikanische Luft- und Raumfahrtingenieur Robert Zubrin Mitbegründer der Mars Society, einer Organisation, die sich der Förderung der Idee der menschlichen Erforschung und Besiedlung des Mars widmet. Der erste Schritt, den sie sich vorstellten, wird als „Direkt zum Mars“-Plan bezeichnet: Zunächst soll ein unbemanntes „Mars-Erde-Shuttle“ zur Landung auf dem Mars geschickt werden. Es wird einen kleinen Kernreaktor, eine kleine Chemieanlage und eine Wasserstoffversorgungsstation transportieren, die in der Marsatmosphäre Wasserstoff mit Kohlendioxid kombinieren wird, um Methan und Sauerstoff zu erzeugen. Dadurch wird der notwendige Treibstoff für die Astronauten bereitgestellt, die dann auf ihren weiteren Reisen mit der Mars Habitation Unit (MHU) unterwegs sein werden.

Die Mars Society betreibt außerdem die Mars Analog Research Station (MARS), die den Einsatz von Wohneinheiten auf dem Mars testet, indem sie die Umweltbedingungen auf dem Mars simuliert. Eine der Forschungsstationen befindet sich in der Wüste von Utah. Es handelt sich um ein rundes zweistöckiges Gebäude mit einem Ruhe- und Wohnbereich für sechs Personen im zweiten Stock und einem offenen Arbeitsbereich darunter. In der Forschungsstation gibt es außerdem einen „Druckdifferenz-Isolationsraum“, in dem die Teilnehmer 5 Minuten lang „dekomprimieren“, bevor sie für „Außenbordaktivitäten“ in die Wüste aufbrechen. In der Wüste trugen sie komplette Raumanzüge mit Handschuhen, Helmen und Rucksäcken und simulierten die Arbeit von Astronauten – das Sammeln von Gesteinsproben, die Suche nach Wasserspuren usw. Außerdem wollten sie die Dynamik des Teams verstehen: Wie viele Personen sollten optimalerweise in einem Team sein? Wie kommen die Leute miteinander aus, wenn sie zwei oder drei Wochen im selben Gebäude leben?

Ist es für den Menschen sinnvoll, in den Weltraum zu fliegen? Einerseits sind Menschen besser als Roboter darin, ihre Intelligenz zu nutzen, um Entscheidungen zu treffen, potenzielle Probleme zu erkennen und Fehler zu korrigieren. Andererseits ist die Erhaltung menschlichen Lebens teuer: Nahrung, Wasser, Luft, Schlaf – all das brauchen Roboter nicht. Buzz Aldrin, der den Mond betrat, ist davon überzeugt, dass die Menschen „es mutig tun sollten …“, und als er nach dem Grund dafür gefragt wurde, sagte er, er glaube, der Schöpfer würde es von uns gewollt haben.

Über den Autor

【UK】Adam Hart-Davis

Britischer Wissenschaftler, Schriftsteller, Fotograf und berühmter Moderator von BBC-Fernsehprogrammen. Er erhielt seinen Master- und Doktortitel von der Oxford University und der York University und arbeitete als wissenschaftlicher Buchredakteur bei Oxford University Press.

【Britisch】Paul Bader

Ausführender Produzent der BBC-Dokumentation „Introduction to the Universe: How to See the World“.