Vier Zwischenfälle, bei denen es im All ganz schön knapp wurde

Mit rund 28,000 Kilometern pro Stunde und in fast 400 Kilometern Höhe umkreist ein Satellit, größer als zwei Fußballfelder, die Erde – die internationale Raumstation ISS. Seit dem Jahr 2000 wird die ISS durchgehend von bis zu sechs Astronauten bewohnt. Das ist schon jetzt ein Rekord: Selbst die russische Station Mir, die ebenfalls in der niedrigen Erdumlaufbahn kreiste, war nicht länger dauerhaft besetzt.

In all den Jahren wurden auf der ISS unzählige wissenschaftliche Experimente durchgeführt – von Tests mit dem Lego-Roboter Jitter bis zum Anbau von Weltraum-Salat. Die wertvollsten Erkenntnisse gewinnt die Forschung aber daraus, welche Auswirkungen der monatelange Aufenthalt im All auf den menschlichen Körper hat. Nicht ganz unwichtig in Anbetracht der Pläne von Elon Musk und anderer, den ersten Ausflug auf den Mars zu wagen.

Die Gefahr des Muskelabbaus

Die meisten Astronauten leben 4 bis 6 Monate auf der ISS. Genug Zeit, um zu erforschen, was die Schwerelosigkeit mit dem menschlichen Organismus anstellt. Die Untersuchungen der von der ISS zurückgekehrten Astronauten zeigen, dass eines der größten Probleme für Astronauten im Orbit die Rückbildung ihrer Muskeln und des Knochengerüsts ist. Besonders betroffen: jene Muskelgruppen, die Astronauten in der Schwerelosigkeit nicht benutzen, wie zum Beispiel die Rücken- und Beinmuskulatur.

Folgt Motherboard auf Facebook, Instagram, Snapchat und Twitter

Nach Angaben der NASA haben Astronauten nach nur 11 Tagen auf der ISS bereits bis zu 20 Prozent ihrer Muskelmasse verloren. Dem Abbau von Muskeln und Knochen setzt die NASA das Digital Astronaut Project entgegen. Mit Hilfe von Computersimulationen werden so die bereits heute sehr strengen Trainingsprogramme der Astronauten noch weiter verbessert.

Der Kampf mit den Körperflüssigkeiten

Der Mensch besteht zu rund zwei Dritteln aus Wasser. Dementsprechend hat das Leben in der Schwerelosigkeit auch erhebliche Auswirkungen auf unsere Körperflüssigkeit. Wie eigenartig sich Wasser im All verhält, zeigen schon die Weltraumvideos, in denen Astronauten mit umherfliegenden Wassertropfen spielen. Die Clips sind zwar auf der Erde nett anzuschauen, aber das Phänomen, das sie zeigen, hat gravierende Auswirkungen auf den menschlichen Körper. Wenn die Astronauten zum ersten Mal auf der ISS ankommen, erleben sie zunächst Symptome, die einer gewöhnlichen Erkältung ähneln: Da die Körperflüssigkeiten in die obere Hälfte des Körpers wandern, leiden die Astronauten zunächst unter geschwollenen Gesichtern und verstopften Nasen.

Je mehr sich der Körper der Astronauten an die Schwerelosigkeit gewöhnt, desto besser kann der Organismus die Verteilung der Körperflüssigkeiten und auch den Blutdruck regulieren. Das ist zwar im Weltraum von Vorteil, kann aber recht unliebsame Nebenwirkungen haben: Zum Beispiel kann sich die Blutmenge um bis zu 20 Prozent reduzieren, was wiederum zu einem Abbau des Herzmuskels führt, der nun weniger Blut zu pumpen hat.

Die interessantesten Auswirkungen hat der Aufenthalt im Weltraum aber auf das menschliche Gehirn. Die Folgen können durchaus positiv sein, wie beim sogenannten „Überblick-Effekt". Dieser stellt sich ein, wenn man die Erde von oben betrachtet und ein Gefühl von Frieden und innerer Ausgeglichenheit entsteht. Negativ bemerkbar macht sich jedoch die Tatsache, dass die Astronauten unter extrem hohem Stress stehen.

Wie gefährlich das Leben im Weltraum sein kann, zeigt ein Blick auf die Zwischenfälle, die Astronauten im All bereits erleben mussten. Trotz perfekter Vorbereitung geht im All immer wieder etwas schief. Das ist angesichts der Belastung der Weltraumbesatzungen aber auch kein Wunder: Schließlich verbringen die Astronauten ihren gesamten Alltag in einer sehr feindseligen Umgebung, in der bereits der kleinste Fehler zum Tod führen kann – wie diese vier Geschichten aus verschiedenen Raumfahrtepochen zeigen.

1. Von der Gefahr, im All zu ertrinken

Erst vor wenigen Jahren kam es auf der ISS zu einem Zwischenfall, bei dem der italienische Astronaut Luca Parmitano auf einem Weltraumspaziergang beinah „ertrunken" wäre. Parmitano musste einen Außeneinsatz im All im Jahr 2013 vorzeitig abbrechen, weil Wasser aus seinem Raumanzug in den Helm gelangt war.

Später beschrieb Parmitano mit einer eindrücklichen Metapher, wie eng es für ihn wurde: „Stellen Sie sich mal vor, Sie müssten mit geschlossenen Augen in einem Aquarium herumlaufen." Zum Glück gelang es ihm trotzdem, die Einstiegsluke zu finden und die Sache ging glimpflich aus.

Doch im vergangenen Jahr führt der gleiche Anzug zu einem weiteren Vorfall. Erneut musste ein NASA-Astronaut seinen Weltraumspaziergang frühzeitig abbrechen, um der Gefahr, in seinem Helm zu ertrinken, zu entgehen.

2. Der Mantel aus hochgiftigem Ammoniak

Noch in den Anfangstagen der ISS kam es zu einem anderen Zwischenfall, der für den betroffenen Astronauten ziemlich unangenehm wurde. Der Anzug des NASA-Astronauten Robert Curbeam wurde im Außeneinsatz von einer zentimeterdicken Schicht mit hochgiftigem Ammoniak überzogen, was dazu führte, dass er nicht einfach in die Raumstation zurückkehren durfte. Stattdessen musste er eine komplette Erdumkreisung abwarten, bis das Ammoniak von seinem Anzug verdunstet war.

Der Zwischenfall ereignete sich bei einem Routineeinsatz am Kühlsystem der ISS, das aufgrund des niedrigen Gefrierpunktes Ammoniak verwendet. Als es zu dem Leck kam und die Ammoniakflocken aus der Leitung strömten, wusste die gesamte Besatzung, dass sie es mit einem ernsthaften Problem zu tun hatten. Zwar gelang es Curbeam nach drei Minuten, das undichte Ventil zu schließen, doch zu diesem Zeitpunkt war sein gesamter Raumanzug bereits von einer Schicht gefrorenen Ammoniaks überzogen. Ein anderer Astronaut, der mit Curbeam zusammen auf dem Außeneinsatz war, meinte dazu, er hätte wie „Frosty the Snowman" ausgesehen.

Um die Giftstoffe von seinem Anzug abzubekommen, musste Curbeam weitere 90 Minuten, also eine komplette Runde um die Erde, draußen bleiben, um die Ammoniakkristalle von der Sonne schmelzen zu lassen. Nachdem er die Schleuse zur Raumstation wieder sicher durchquert hatte, mussten er und die restliche Besatzung noch ungefähr eine halbe Stunde lang Sauerstoffmasken tragen, während die ISS die Giftstoffe aus der Luft in der Raumstation filterte.

3. Die Gefahr der Außeneinsätze
Die Tortur, die Curbeam zu überstehen hatte, erinnert an einen weiteren Zwischenfall, der beinahe tödlich geendet wäre: Nach einem Außeneinsatz im Jahr 1990 konnten zwei sowjetische Kosmonauten nicht mehr zurück in die Raumstation Mir gelangen, weil die Schleuse sich nicht öffnete. Sie gelangten schließlich dank eines Notfallsystems zurück in die Raumstation, ihre Sauerstoffvorräte waren aber bereits auf einem gefährlich niedrigen Niveau.

Die beiden Kosmonauten hatten die Raumstation ursprünglich verlassen, um beschädigtes Isoliermaterial der Raumfähre zu reparieren. Nach einem fünfstündigen Außeneinsatz und der erfolgreichen Reparatur der Raumfähre stellte sich heraus, dass sich die Tür der Luftschleuse nicht richtig geschlossen hatte und daher kein Luftdruck mehr in der Kammer vorhanden war. Die Kosmonauten mussten mit ihren knappen Sauerstoffvorräten einer Notfallprozedur folgen, um zurück in die Raumstation zu gelangen. Darüber, wie genau sie dies geschafft haben, hat die sowjetische Raumfahrtbehörde sich allerdings stets bedeckt gehalten.

4. Der Feuer-Zwischenfall

Auf der Raumstation Mir kam es im Jahr 1997 zu weiteren bedenklichen Zwischenfällen. Im Februar des Jahres trat ein Leck bei einem mit Lithiumperchlorat gefüllten Kanister auf, wodurch ein Feuer in der Raumstation entstand. Der Crew gelang es aber nach ungefähr eineinhalb Minuten, das Feuer zu löschen. Nur einige Monate später stieß der russische Frachttransporter Progress mit einem Modul der Mir zusammen und verursachte ein Loch in der Raumstation. Dies führte sofort zu einem Druckabfall.

Nur die schnelle Reaktion der Kosmonauten und des NASA-Astronauten, der gerade zu Besuch war, konnte die Katastrophe verhindern: Sie trennten das Modul mit dem Leck sofort vom Rest der Raumstation, indem sie einige Kabel durchschnitten, die das Schließen der entscheidenden Luke verhindert hatten.

Die nächste Herausforderung: Die deutliche längeren Reisen zum Mars erforschen

Nun wissen wir zwar etwas über die Belastungsfaktoren, denen der menschliche Organismus während eines Aufenthalts von bis zu sechs Monaten im All ausgesetzt ist. Die Reise zum Mars dauert aber über eineinhalb Jahre. Welche Auswirkungen wird dies also auf den menschlichen Körper haben? Um diese Frage zu beantworten, führte die NASA im vergangenen Jahr ein ziemlich spannendes Experiment durch: die Zwillingsstudie. Der Astronaut Scott Kelly wurde für ein ganzes Jahr auf die ISS geschickt, während sein Bruder Mark auf der Erde blieb. So konnten die Wissenschaftler die Auswirkungen eines wirklich langen Aufenthalts im All auf den menschlichen Körper untersuchen.

Auch wenn die ersten Ergebnisse dieser Studie gerade erst veröffentlicht werden, ist schon klar geworden, dass die NASA einige hochinteressante Erkenntnisse gewonnen hat. Zum einen ergab eine Untersuchung der Alterungsprozesse im Weltraum, dass die Telomere von Scott, also die Chromosomenenden, die sich normalerweise mit dem Alter verkürzen, während seines Aufenthalts im All sogar länger geworden sind. Die Wissenschaftler führen dies auf das intensivere Training und die verringerte Kalorienaufnahme während des Weltraumaufenthalts zurück. Eine andere Studie ergab, dass die geistigen Fähigkeiten von Scott nicht unter seinem Aufenthalt im Weltraum gelitten haben und er nach seiner Rückkehr zur Erde mental genauso leistungsfähig war wie vorher.

Die Forschungsergebnisse helfen also bei der Planung neuer Missionen in Richtung Mond und Mars. Dank der langjährigen Pionierarbeit dutzender Astronauten, die sich gewissermaßen als Laborratten im Orbit zur Verfügung stellten, wissen wir nun ziemlich genau, wie man in der Schwerelosigkeit überlebt. Eine Mission zum Mars wird allerdings völlig neue physiologische Herausforderungen mit sich bringen, etwa durch mögliche radioaktive Strahlungen. Ohne die auf den Raumstationen gewonnenen Erfahrungen wäre die Planung einer solchen Reise jedoch von vornherein unmöglich. Das Überleben in der Schwerelosigkeit bleibt eine Herausforderung, aber verbesserte Technologien und neue Erkenntnisse, die auf Erden und im Weltraum gewonnen wurden, machen die Verwandlung der Menschheit in eine multiplanetare Spezies realistischer als je zuvor.