Sporthochschule geht in die Luft

Regelmäßig ist die Deutsche Sporthochschule Köln bei Experimenten in der Schwerelosigkeit auf sogenannten Parabelflügen dabei. Vom 2. bis 23. September 2013 war es wieder soweit.

In der Schwerelosigkeit können kognitive und motorische Defizite auftreten, welche bei Weltraummissionen zu Problemen bei der Steuerung der Raumfahrzeuge oder bei der Bedienung von Forschungsgeräten führen können. Solche Defizite wurden bereits bei Parabelflügen und Einsätzen im All bei wissenschaftlichen Experimenten beobachtet. Für die Forschung in der Schwerelosigkeit startet vom französischen Flughafen in Bordeaux-Mérignac bis zu zweimal im Jahr ein umgebauter Airbus A300 ZWERO-G als Testflugzeug für das  Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR).

Die jüngste Kampagne des DLR hat vom 2. bis 13. September bereits zum 23. Mal stattgefunden, mit insgesamt zehn Experimenten an Bord. Mit dabei waren auch zwei Forschungsteams der  Deutschen Sporthochschule Köln, die mit dem eigenen Zentrum für integrative Physiologie im Weltraum (Center of Health and Integrative Physiology in Space - CHIPS) zwei wissenschaftliche Untersuchungen fortgeführt haben.

ProbandInnen bedienen Knöpfe und Hebel

Für das Projekt „Bedienen von Instrumenten bei Parabelflügen: Einflüsse von Schwerelosigkeit, Stress und Motivation“ unter der Leitung von Prof. Dr. Otmar Bock waren die beiden Mitarbeiter Benjamin Baak und Dr. Marc Dalecki aus dem Institut für Physiologie und Anatomie der Deutschen Sporthochschule Köln vor Ort. Das Experiment untersucht die Leistungs- bzw. Handlungsfähigkeit des Menschen in Schwerelosigkeit bei wirklichkeitsnahen Arbeitsprozessen und inwiefern solche Defizite von der Motivation und dem Stresszustand beeinflusst werden. Dabei sollten die Probanden während der Parabelflüge einen simulierten komplexen Regelkreis mit Hilfe von Knöpfen und Hebeln möglichst präzise bedienen.

Daten korrekt erfasst

Während des kompletten Versuchsablaufs werden die Greifbewegungen, Griffkräfte als auch Augenbewegungen registriert, der Stress  erhoben und die Motivation kontrolliert. Mittels detaillierter kinematischer Analysen können so unabhängige Aussagen über die verschiedenen Einflussfaktoren gemacht werden. Das Event in Bordeaux war im Rahmen dieses Projektes bereits die zweite von insgesamt vier geplanten Kampagnen, die immer im Frühjahr und Herbst durchgeführt werden. Forschungsmitarbeiter Dalecki, der das dreijährige Forschungsprojekt betreut, zieht ein positives Zwischenfazit: „Wir sind mit dem bisherigen Verlauf sehr zufrieden. Sieben Probanden haben den Versuch in Schwerelosigkeit bisher durchlaufen und alle geplanten Daten konnten bisher korrekt erhoben werden.“

Innerhalb einer zweiten Forschungsarbeit unter dem Titel „Brains in Space“  beschäftigt sich der PD Dr. Stefan Schneider (Institut für Bewegungs- und Neurowissenschaft) seit 2010 bereits mit der kognitiven Leistungsfähigkeit unter dem Einfluss der Schwerelosigkeit. In Bordeaux wurde Schneider von seinem Projektteam Dr. Vera Abeln, Dr. Anna-Maria Platschek, Tobias Vogt und Vanja Zander unterstützt. Dabei wurden Probanden in Schwerelosigkeit und reduzierter Schwerkraft verschiedenen Aufgaben (z. B. Rechenaufgaben) ausgesetzt während die Prozesse im Gehirn anhand neurophysiologischer Parameter sowie  die Auswirkung hämodynamischer (Blutvolumenverschiebung/ Sauerstoffsättigung)  als auch elektrophysiologischer Vorgänge (Veränderungen der Gehirnaktivität) untersucht und aufgezeichnet wurden. Und auch beim zweiten Forschungsteam gab es keinen Grund für Beschwerden. „Bei uns läuft alles nach Plan“, so Schneider.

Unterstützung vom Astronauten

Beide Experimente hatten die große Ehre, dass sich Dr. Reinhold Ewald, Astronaut der Europäischen Weltraumbehörde (ESA), als Proband zur Verfügung gestellt hat. „Das ist natürlich sehr wertvoll, wenn uns solch ein Experte nicht nur wissenschaftliche Daten liefern kann, sondern uns auch noch mit nützlichen Informationen aus dem Arbeitsleben eines Astronauten hilft“, freute sich Dalecki über die Unterstützung des Fachmanns.