Der intelligente Raumanzug

Auf der Erde muss unser Körper gegen die Schwerkraft arbeiten, wodurch unsere Zellen, Knochen und Muskeln stark bleiben. Während eines langen Aufenthalts im Weltraum verändert sich der menschliche Körper drastisch, denn da Tätigkeiten wie Gehen, Stehen oder Heben in der Mikrogravitation nicht mehr erforderlich sind, werden die Muskeln abgebaut. Außerdem wird das Herzkreislaufsystem weniger stark beansprucht, wodurch sich Körperflüssigkeiten wie Blut vom Unter- in den Oberkörper verlagern, der Puls schneller wird und der Blutdruck steigt.

Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts "Smart technology for artificial muscle applications in space" (STAMAS wird eine neue Art von Raumanzug erforscht, der Druck auf den gesamten Körper ausüben soll. Tragbare Technologien werden in den Anzug integriert, um die Gesundheit und körperliche Fitness der Astronauten während einer Weltraummission zu überwachen und zu erhalten. Die Forschung verläuft mehrgleisig und soll einerseits zu Verbesserungen aktueller Raumanzüge aber auch zu ganz neuen Ideen führen.

Derzeit untersuchen die STAMAS-Forscher hochmoderne Materialien wie Legierungen mit Formgedächtnis und elektroaktive Polymere, um ihre Vision des intelligenten Anzugs mit funktionierenden Prototypen umzusetzen, die von menschlichen Entdeckern im Weltraum eingesetzt werden könnten. Elektroaktive Polymere ändern ihre Form und Größe, wenn sie mit dem entsprechenden elektrischen Signal aktiviert werden, wodurch Bewegung ermöglicht und Kraft aufgebaut werden kann. Auch Formgedächtnislegierungen, die sich an ihre ursprüngliche Form "erinnern", werden als mögliche Materialen für die Imitation natürlicher Muskeln erforscht.

Diskussionen zwischen medizinischen Fachleuten und dem technischen Team führten bisher zu einer detaillierten Beschreibung der Weltraumanforderungen der integrierten Technik. Um die heutige elektromechanische Aktortechnologie für diesen Zweck anzupassen, wurden neue Konzepte für künstliche Muskeln für Biofeedback-Raumanzüge auf der Internationalen Raumstation ISS sowie im Weltraum getestet.

Diesem Forschungsansatz folgend werden zwei Demonstrationssysteme entwickelt: eines gegen den physiologischen Muskelabbau in den Beinen aufgrund von Mikrogravitation und eines gegen die Ermüdung der Hände bei Tätigkeiten außerhalb des Raumfahrzeugs. Die validierten Geräte werden sich stark auf die Weltraumindustrie auswirken und könnten auch wertvolle Anwendungsmöglichkeiten zur Rehabilitation von Menschen auf der Erde finden.