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PARABELFLÜGE
Knöpfedrücken unter Schwerelosigkeit
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Deutschen Sporthochschule Köln
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22. April 2013

Verschlechtern sich unter Schwerelosigkeit die feinmotorischen Fertigkeiten, so dass die Handlungsfähigkeit der Astronauten beeinträchtigt wird? Diese Frage wollen Wissenschaftler der Deutschen Sporthochschule in Köln während der aktuellen Parabelflugkampagne des DLR untersuchen. Die Resultate könnten nicht nur im All von Bedeutung sein.

Parabelflug

Der Airbus A300 ZERO-G mit dem die Parabelflüge durchgeführt wurden. Bild: Novespace

Der Erfolg von Weltraummissionen hängt maßgeblich davon ab, dass Raumfahrer die ihnen gestellten Aufgaben in angemessener Zeit korrekt erledigen können. Hierzu zählen auch feinmotorische Leistungen, etwa beim Bedienen von Schaltern und Kontrollknüppeln im Cockpit und an wissenschaftlichen Instrumenten. Die Erforschung der Feinmotorik in Schwerelosigkeit ist daher von großer Bedeutung für die Sicherheit und Effizienz der bemannten Raumfahrt.

Studien bei Parabelflügen und auf der ISS deuten darauf hin, dass die Feinmotorik unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit beeinträchtigt ist. Ist das nur ein theoretisches Problem oder haben diese Defizite tatsächlich Auswirkungen auf die Handlungsfähigkeit der Astronauten? Diese Frage steht im Mittelpunkt eines Projekts des Instituts für Physiologie und Anatomie der Deutschen Sporthochschule Köln, das während der gerade laufenden 22. Parabelflugkampagne des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bordeaux untersucht werden soll.

Vom 23. bis zum 25. April untersuchen Benjamin Schulze und Fabian Steinberg den Einfluss von Stress und Leistungsbereitschaft beim Bedienen von Instrumenten bei Parabelflügen. Das Projekt unter Leitung von Institutsleiter Professor Otmar Bock leistet einen wichtigen Beitrag zum DLR-Forschungsziel "Integrative Humanphysiologie". Im konkreten Experiment geht es um das Bedienen von Knöpfen und Schaltern, um einen komplexen Prozess zu überwachen - eine Aufgabe, die nicht nur bei Weltraumflügen vorkommt, sondern auch der Kontrolle von Fahrzeugen, Forschungsgeräten und industriellen Abläufen ähnelt.

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Die Studienergebnisse können daher auch einen Beitrag zur Optimierung von Abläufen auf der Erde leisten (Verkehrssicherheit, Prozesssteuerung in Betrieben etc.). Durch detaillierte kinematische und kinetische Analysen der Handbewegung wird der Einfluss der Schwerelosigkeit untersucht, insbesondere unter Berücksichtigung der Faktoren Stress und individuelle Leistungsbereitschaft.

Gerade bei Astronauten könnten komplexe kognitiv-motorische Aufgaben durch den Einfluss von Stress, wie Schlafmangel oder Isolation, entscheidend beeinflusst werden. Ähnlich sieht es mit der aktuellen Einschätzung bzw. Prioritätensetzung und der daraus resultierende Leistungsbereitschaft aus. Das Projektteam wird während der Parabelflüge Daten zur Feinmotorik, zum Stress (Messung von Speichel-Cortisol) und zur individuellen Motivation erheben.

Während eines Parabelflugs wird mit einem speziellen Airbus A300 ein ganz besonderer Kurs geflogen, durch den im Inneren des Jets immer wieder für einige Sekunden Schwerelosigkeit herrscht. Die Piloten bringen das Flugzeug in einer Höhe von 6.000 Metern auf nahezu Höchstgeschwindigkeit, um es dann in einem 45 Grad Winkel in die Höhe zu ziehen. Dann lassen sie das Flugzeug rund 2.000 Meter in die Tiefe sinken, wo sie den Airbus wieder abfangen. 20 Sekunden lang herrscht so Schwerelosigkeit und die Teams an Bord können ihre Experimente durchführen. Während eines Flugs wird dieses Manöver bis zu 30 Mal wiederholt.

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