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Raumfahrtmedizin (Subject) / alles (Lesson)

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• Vordenker und Pioniere der bemannten Raumfahrt Konstantin Eduardovich Ziolkowski       1857 – 1935       Grundsätzliche Theorie desRaketenantriebs Robert Hutchings Goddard       1882 – 1945       erste Flüssigtreibstoffrakete Hermann Julius Oberth       1894 – 1989       Raketen- und Raumschiffkonzepte, arbeitete später mit von Braun zusammen Wernher von Braun       1912 – 1977       V2= A4 Rakete (Vorläufer der Raumtransportsysteme, erstes Objekt im Weltraum), "Mondrakete" Saturn im Apolloprogramm Sergei Pavlovich Korolyov       1907 – 1966       Gesellschaft von Raketeningenieuren, sowjetischen V-2 Nachfolgerakete, Satelliten Sputnik I mit SS-6, Vostok 1 Hubertus Strughold        1898 – 1986       Raumfahrtmedizin
• geschichtliche Daten der Raumfahrt Erste Heißluftballonfahrt („leichter als Luft“): 1783 Gebr. Montgolfier Erste Gleitflüge 1891 Otto Lilienthal Erster Motorflug 1903 Gebr. Wright Erster Start Flüssigtreibstoffrakete 1926 Robert H Goddard Erster Start A4 (Vorläufer heut. Raumtr.-Systeme) 1942 Wernher v. Braun Erster Start eines Satelliten (Sputnik 1) 1957 Sergej P Korolyov Sputnik 2: Hündin Laika, erstes Lebewesen im Weltall 1957 Erster bemannter Raumflug (Gagarin) 1961 Sergej P Korolyov erste, weiche Mondlandung mit Luna 9 1966 Erste Mondlandung (Armstrong, Aldrin + Collins) 1969 Wernher v. Braun Inbetriebnahme der ersten bemannten Raumstation Salyut 1971 Start von Skylab (erste amerikanische Raumstation 1973 Erster Start Space-Shuttle 1981 Challenger-Katastrophe 1986 Errichtung Basisblock MIR-Station 1986 Start Errichtung Internationale Raumstation 1999 Columbia-Katastrophe 2003 Erster bemannter chines. Flug (Shenzou 5; Yang Liwei) 2003 Abschluss Shuttle-Phase 2011
• Space Shuttle eingesetzt 12. April 1981- 21. Juli 2011, insg. 135 Flüge Orbiter, externer Treibstofftank, zwei Feststoffraketen Transport von bis zu 8 Astronauten + 24,5 Tonnen Nutzlast Dockingfähig Multifunktionell Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis, Endeavour
• MIR Erste auf dauerhaften Betrieb ausgelegte Raumstation Modularer Aufbau über 10 Jahre hinweg Basismodul: 13,3 m lang, 4,2 m Durchmesser 2-3 Kosmonauten Stammbesatzung Kosmonaut Waleri Poljakow: 438 Tage am Stück, insg. 679 Tage Insg. 96 Kosmonauten internationale Beteiligung
• Reisegeschwindigkeiten: Erdrotation (Äquator): 1 700 km/h Kreisbahn um die Sonne: 17 000 km/h Kreisbahn um Zentrum der Milchstraße: 107 000 km/h Entfernungsgeschwindigkeit vom Zentrum des Universums: 40 000 km/h
• Geschichte der Luft- und Raumfahrtmedizin in Deutschland: 1927 weltweit erstes Institut für Flugmedizin Hamburg (Breuer) 1934 erstes ziviles Institut für Flugmedizin Berlin-Adlershof (Ruff) 1933 – 45 verschiedene flugmed. Inst. der Luftwaffe (z.B. Hubertus Strughold)
• Planeten von der Sonne an Mercur Venus Erde Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun (Pluto) Mein Vater erklärt mir jeden Samstag unsere neun Planeten … unseren Nachthimmel
• Entfernungen Erde – Raumstation:      280 – 450 kmErde – Mond:      356 000 – 407 000 kmErde – Mars:      56 000 000 – 401 000 000 kmErde – Sonne (1AU):      147 000 000 – 152 000 000 kmErde – Alpha Centauri C:      4,2 LJ*Erde – Zentrum Milchstraße:      25 000 LJ*Erde – Ende Milchstrasse:      25 000 LJ*Erde – Canis major Galaxie:      42 000 LJ*Erde – große Magellansche Wolke      169 000 LJ*Erde – Andromedanebel:      2 500 000 LJ*Durchmesser Universum      100 000 000 000 LJ  - 100 MrdAlter Universum                      13 700 000 000 J
• Zusammensetzung der trockenen Luft auf der bewohnten Erde 78 % Stickstoff21 % Sauerstoff0,9 % Argon0,03 % Kohlendioxid
• Atmosphäre – Voraussetzung für das irdische aerobe Leben - Eigenschaften nahezu konst. Zusammensetzung bis ca. 84 km Höhe (274.320 ft) bis ca. 11 km (36.089 ft) Höhe mit H2O-Dampf ⇒ Wetter (Tropsphäre) Partialdrücke nehmen exponentiell ab mit der Entfernung zur Erde bei 1013 hPa Normaldruck/ 213 hPa O2-Partialdruck auf Meereshöhe und 15°C 760 mmHg In Luft Halbierung des Drucks alle 5500 mIn Wasser: lineare Druckzunahme alle 10 m Wassertiefe um 1 Atm (bar)
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• Schichten der Atmosphäre Troposphäre (0 bis ca. 10000-20000 m) Höhe von Temperatur abhängig, Wettergeschehen, nicht kugelförmig Tropopause: ca. 11 km Höhe Übergang zur Stratosphäre Pole: -50°C Äquator: -80°C Luftdruck: 236 hPa O2-Partialdruck: 48 hPa Stratosphäre bis ca. 80 km: kein Wettergeschehen, Jet-Streams, OzonschichtIonosphäre (absorbiert UV) Mesosphäre: 80-100 km, -70 bis -90°C,  Meteoriten verglühen Termosphäre: bis 500 km,   bis +1500°C,   Ionisierung Ionosphäre: bis 1110 km: bemannte Raumfahrt!!, Strahlengürtel Exosphäre: bis 2220 km erst dann Weltraum !!
• Jetstream starken, bandförmigen Windstrom, der entlang einer nahezu horizontalen Achse in der oberen Troposphäre oder auch in der unteren Stratosphäre gebündelt ist.
• Arterieller Sauerstoff-Partialdruck (paO2) ist der Teildruck (Partialdruck) des im Blut gelösten Sauerstoffs als Anteil am Gesamtdruck aller im Blut gelösten Gase. Der Sauerstoffpartialdruck entspricht dem Anteil des Sauerstoffs am Gesamtdruck innerhalb eines Gasgemisches. Normalwerte sind arteriell gemessen 80 bis 90 mmHg (10,6–12 kPa), gemischtvenös ca. 35–40 mmHg (4,6–5,3 kPa); im Alter sinken die Werte auf bis zu 60 mmHg (arteriell) ab.
• Was ist Schwerelosigkeit? Reichweite der Schwerkraft unendlich Schwerkraft 6400 km über der Erde halbiert Schwerelosigkeit: Körper spürt keine Kraft Freier Fall (ohne Luftwiderstand) Parabelflug Raumstation (88% der Erdschwerkraft wirkt, Zentrifugalkraft kompensiert Schwerkraft) Zu Beginn Raumkrankheit häufig
• Lagrange-Punkte Gegenseitige Aufhebung von Schwerkraft- und Zentripetalkräften an fünf Punkten in einem rotierenden Zweikörpersystem (z.B. Erde – Sonne) Ideal zur Stationierung permanenter Stationen
• Dekompressionskrankheit Bildung von Gasbläschen bei Druckminderung, Gasembolische Verschlüsse durch Ruptur zentraler Lungengefäße (in erster Linie bei Tauchern) (Henry:) Die Menge eines Gases in Lösung ist proportional dem Druck des Gases über der Flüssigkeit abhängig von: Zeitspanne des Druckabfalls Größenordnung des Druckabfalls körperliche Aktivität Konstitution (Fettgewebe) Typ 1: („venös“) Lokale Gelenkschmerzen Juckreiz Hautrötungen Lokale Schmerzen Lokale Ödeme Typ 2: („arteriell“) Zusätzlich neurologische Ausfälle Taubheit, Missempfindungen Querschnittslähmung Harn- und Mastdarmstörungen Gefäßverschlüsse Koma, Tod Typ 3: (Langzeitschäden) Aseptische Knochennekrose Hörschäden Netzhautschäden Neurologische Folgeschäden Symptome können sich schleichend einstellen! Spätschock noch nach 12 Stunden möglich EVA-Vorbereitung Seit 2006 Camp Out Procedure: Schlafen im Quest-Airlock bei reduziertem Druck (700 hPa) und Hygiene-Pause mit Sauerstoffmaske Denitrogenisation: Abatmung von 30 % Stickstoff in 30 min durch reine O2-Atmung
• dehnen sich Wasserdampfgesättigte Gase stärker aus? ja
• Van-Allen-Strahlungsgürtel Ring (Torus) energiereicher geladener Teilchen im Weltraum, die durch das magnetische Feld der Erde eingefangen werden. Der Gürtel besteht im Wesentlichen aus zwei Strahlungs­zonen: die innere erstreckt sich in niedrigen geografischen Breiten, d. h. in der Nähe des Äquators, in einem Bereich von etwa 700 bis 6.000 Kilometer über der Erdoberfläche und besteht hauptsächlich aus hochenergetischen Protonen. ca. 500-10 000 km Ausnahme: Südatlantische Anomalie ab ca. 150 km vor allem Protonen für Shuttle, ISS relevant (dort entstehen durch Protonenzerfall Neutronen und Elektronen) die äußere befindet sich in etwa 15.000 bis 25.000 Kilometer Höhe und enthält vorwiegend Elektronen. Größe, Ausdehnung variabel (Nachtseite lang, Tagseite kurz) enthält Protonen und Elektronen
• Solare Strahlung Geringer Sonnenwind:Magnetfeld der Sonne gering: Gefährdung durch galaktische Strahlung hoch Starker Sonnenwind: Magnetfeld der Sonne stark:Gefährdung durch galaktische Strahlung gering Sonneneruption: kann binnen Minuten erfolgen, Vorwarnung deshalb kaum möglich gefährlich v.a. durch Ausstoß hochenergetischer Protonen (bis zur über tausendfachen Aktivität)
• Strahlung Das Erdmagnetfeld, die Atmosphäre und das Magnetfeld der Sonne schützen uns vor solarer bzw. galaktischer Strahlung (abschirmung im Raumschiff jedoch kaum möglich, hohes , unbekanntes Gefährdungspotential) Die Strahlung ist polarnah intensiver als äquatornah (Magnetfeld der Erde) Die Strahlung nimmt oberhalb 500 km Höhe (bis 10000 km) wegen der Van Allen- Strahlengürtel massiv zu Der innere Van Allen-Gürtel kommt der Erde an der südatlantischen Anomalie nahe Die Sonnenaktivität schwankt in 11-jährigen Zyklen; im solaren Maximum ist wegen des dann stärkeren solaren Magnetfelds die Strahlenbelastung erniedrigt. Allerdings steigt dann die Gefahr von strahlungsintensiven Sonneneruptionen
• Strahlendosis: Definition und Zahlenbeispiele Strahlenmenge, die einer Volumeneinheit (cm3) zugeführt wird rad: Einheit für absorbierte Strahlendosis (1 Gy = 100 rad) rem (Organdosis): Dosiseinheit, die die biologische Wirksamkeit einer absorbierten Strahlendosis berücksichtigt 1 Sievert (Sv) = 100 rem: 1 rem = f x 1 rad,  f: rel. biologische Wirksamkeit Effektive Dosis: Summe der gewichteten Organdosen Beispiele jährlicher Strahlendosen:Normale Bevölkerung: 1- 10 mSvRaumflug in 278 km bei 28,5° Inklination: ca. 35 mSvRaumflug in 463 km bei 28,5° Inklination: ca. 300 mSvMarsflug: ca. 500 mSvJährlich maximal akzeptierte Strahlendosen:Bevölkerung: n + 5 mSvStrahlenarbeiter 50 mSvAstronaut (blutbild. Organe) 500 mSvJährliche durchschnittliche Strahlendosis:Internationale Raumstation ca. 200 mSvMarsflug ca. 400 mSv
• Auf dem Weg zum Mars wird jeder Zellkern (Fläche ~100 μm2), selbst hinter einer Abschirmung von Wasser und Aluminium von 4 g/cm2, getroffen von durchschnittlich: 400 Protonen 30 Heliumkernen 0.6 Kohlenstoffkernen und 0.03 Eisenionen:  d.h. 3 % der Körperzellen werden von Fe-Ionen getroffen
• Strahlengefährdung von Astronauten Kurzfristig: Gefahr akuter Strahlenkrankheit bei Sonneneruptionen Langfristig: Gefahr der Schädigung des Genoms (Nachkommen) Gefahr der Entwicklung von Krebs (statistisch Krebs jedoch nicht signifikant)
• Schlaf auf der ISS Gelegenheit - 8,5 h davon schlafend – 5,3 h bis 6,4 h⇒ chronischer Schlafmangel (eigene Leistungen werden überschätzt) Beschwerden: unerholsamer Schlaf Stress körperliche Erschöpfung ⇒ hoher Schlafmittel-Konsum, 75% (z.B. Zolpidem)⇒ trotzdem Keine Verlängerung der Schlafzeit⇒ Erholungsschlaf nicht möglich !⇒ Risiko für Fehler/ Unfälle steigt Slamshifts, Isolation, Mikrogravitation, Licht, Lärm
• Prozesse der Schlaf-Wach-Regulation Prozess S (hohe und tiefe Spitzen) Homöostatischer Anteil, Schlafdruck (Adenosin) Prozess C (sinuskurve) Zirkadianer Oszillator der Schlafbereitschaft In Schlafentzugsstudien ermittelt
• Kann das zirkadiane System des Menschen sich an die Tageslänge auf dem Mars anzupassen? von 24,2 auf 24,65 h/d 87% adaptierten an den Mars-Tag
• Beschleunigung Empfinden von Beschleunigung: Wechsel der Geschwindigkeit / Richtung Kraft (Newton), mit der ein Körper beschleunigt wird, = Masse x Beschleunigung [kg x m/s2] Trägheitskraft (Gewichtskraft), wirkt Beschleunigung entgegen: G = Masse x g (Erdbeschleunigung) (Patho-) Physiologische Wirkung: Massenträgheit in Gegenrichtung Relevante Faktoren: Dauer der Einwirkung (Wirkzeit), Beschleunigungszuwachsrate (G/s) Soyuz Start: < 4Gx (3 kleinere g-Spitzen) Landung < 7Gx (1 größere g-Spitze)
• Eckdaten Raumflug Zeit bis Orbit: 8 min Zeit bis ISS bisher 2 Tage, seit April 2013 6 Stunden Geschwindigkeit 28 000 km/h Höhe 300 – 400 km Inklination 52°
• Beschleunigung auf den Körper Physiologie: Der arterielle Blutdruck beträgt im Stehen im Mittel in Augenhöhe 70 mmHg, in Herzhöhe 100 mmHg, in Fußhöhe 190 mmHg und im Liegen in Augenhöhe, in Herzhöhe und in Fußhöhe 100 mmHg bei +6Gz:  in Augenhöhe 0 mmHg, in Herzhöhe 100 mmHg, in Fußhöhe 450 mmHg +Gz: kopfwärts: Blutverschiebung in Richtung Beine Gefahren: Tunnel Vision, Greyout, Blackout, Loss of Consciousness (LOC) Blutdruck unter 1G-Bedingungen (entspricht + 1Gz) -Gz: fußwärts: Blutverschiebung in Richtung KopfGefahren: Redout (Rotsehen durch Verschieben der unteren Augenlider über die Augen), Platzen von Blutgefäßen im Auge, heftige Kopfschmerzen, Bewusstlosigkeit niedrigste Toleranz!!! +/-Gx, Gy: nach vorne, hinten, seitwärts: höchste Toleranzen +3 Gz: Heben der Arme schwierig, Wangen werden nach unten gezogen +5 Gz: Augen offen halten schwierig, Lidhebermuskeln nicht stark genug >+5 Gz: Beeinträchtigung der Atmung, Atemmuskulatur schwach, Zwerchfelltiefstand, Abnahme der Lungen-Compliance, Aufrichten der Herzachse, Extrasystolen (ventrikulär) +6 Gz: Hubhöhe für das Herz zum Auge 180 cm, anämische Hypoxie, Warnsymptome (Tunnelsehen, Grey-out, Black-out) Versacken des Bluts in den Beinen, verminderter venöser Rückstrom zum Herzen, Blutdruckabfall, reflektorische Herzfrequenzerhöhung, schockartiger Zustand Blackout (+4,5 – 5,5 Gz)Greyout (+3,8 – 4,5 Gz)Tunnel Vision (+3,5 – 5,0 Gz)
• Blutkreislauf Blutdruck Normal ca. 120 / 80 mmHg (arterieller Druck in den großen Gefäßen auf Herzhöhe) Systolischer Druck Auswurfkraft des Herzens Compliance der großen Gefäße Diastolischer Druck Dauerdruck im arteriellen Gefäßsystem (Entspannungs- phase der Kammern)
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• Baroreflex homöostatischer Mechanismus, der den Blutdruck aufrechterhält. Er besteht aus einer negativen Feedback-Schleife, in der ein erhöhter Blutdruck reflektorisch die Herzfrequenz und damit den Blutdruck senkt; umgekehrt unterdrückt ein niedriger Blutdruck den Baroreflex, wodurch die Herzfrequenz und damit der Blutdruck wieder steigt. ist in der Schwerelosigkeit nicht nötig. Der Körper muss wieder darauf Desensibilisiert werden
• Was muss in Bezug auf G-Toleranzen vermiden werden? Black Out (Sehverlust) LOC (Bewusstlosigkeit) Red Out (Verschieben der Lider über Auge bei -Gz)
• Erhöhung der G-Toleranz Sauerstoff ins Gehirn transportieren Fitness Erniedrigung Herz-Augen-Abstand Muskelpresse, Pressatmung (1,5-2,5 Gz) Anti-G-Anzug (1-1,5 Gz) Überdruck(sauerstoff)beatmung (0,5-1 Gz)
• wie viel % der Astronauten haben Re-Adaptation nach Rückkehr >70%
• Space Adaptation Syndrom Ursache: „Mismatch“ zwischen Sinneseindrücken über Körperlage, Mikrogravitation Hohe Empfindlichkeit bei Personen mit „Otolithenasymmetrie“ Interpretation des Gehirns: Es muss eine Vergiftung vorliegen Entscheidung: Gift möglichst schnell loswerden Konsequenz: Übelkeit, Erbrechen Kopfschmerzen Medikamente: Konzentrationsprobleme Promethazin, Scopolamin mit Dexamphetamin
• Räumliche Orientierung: Auge (wichtigstes Organ für räumliche Orientierung) Nystagmus: Reflexmechanismus zwischen Vestibularsystem und Augen (vestibulo-okulärer Reflex)  -  Ziel: Konstanz der Blickrichtung Vestibularapparat (Bogengänge: Drehbewegungen; Otolithenorgan: Beschleunigung, Schwerkraft) Hautsinne, Tiefensensitivität Gehör Otolithenabhängige Illusion: zunehmende Beschleunigung („schneller“) kann mit Bewegung nach oben verwechselt werden und umgekehrt Anpassung an Schwerelosigkeit individuell verschieden – Otholitenasymmetrie „Gefährlich“ zur Auslösung von Übelkeit: Gleichzeitige Stimulierung mehrerer Bogengänge durchBewegung in mehreren Achsen (z.B. Drehen im Drehstuhl und gleichzeitig Oberkörper nach vorne Beugen und zurück etc. : „Coriolis-Phänomen“ vielleicht besser: Vermeiden psychischer Konditionierung
• Atmung, Sauerstoffmangel und Kompensationsmöglichkeiten Sauerstoffmangel ist kein Haupttreiber der Atmung (aber: Kohlendioxid, Angst, Aufregung, Stress, Hitze,Azidose (niedriger pH-Wert))Macht euphorisch und senkt Kritikfähigkeit keine subjektiv empfundene Hyperventilationkeine Panik Hemmung der Atmung: Alkalose (hoher pH-Wert) Gefahr vermehrter Atmung : Abatmung von Kohlendioxid; Krämpfe („Tetanie“- Pfötchenstellung, Mundwinkel) Schneller und tiefer Atmen funktioniert nicht Sauerstoffaufnahme über Atemluft erhöhenDruck erhöhen (Dalton´sches Gesetz)Prozentualen Anteil Sauerstoff erhöhen Vitalkapazität der Lunge erhöhenFitness, körperliches Training Kreislauf stärkenFitness, körperliches Training, mentales Training Kreislauf zentralisierenMuskelpumpe, Atemmanöver, Anti-G-Anzug Sauerstofftransportkapazität erhöhenFitness, körperliches Training, Höhenadaptation (Erythropoetin) Zellulären Verbrauch senkenFitness, körperliches Training, Gewichtsoptimierung Vitalkapazität: nach max. Expiration max. einatembares Luftvolumen – 5-7 lTotalkapazität: Gesamtfassungsvermögen der Lunge, 1,5 l mehr als VK
• Sauerstoffmangel bei Astronauten Sauerstoffdruck in 0 m Höhe 160 mmHg Sauerstoffdruck halbiert sich alle 5500 m (Faustregel: ca. alle 5000 m) Symptome des Sauerstoffmangels beim Gesunden Ab ca. 2500 m („Reaktionsschwelle“): Einschränkung der Leistungsfähigkeit Ab ca. 3500 m: („Störschwelle“): beim Unangepassten deutliche Symptome Ab ca. 7000 m: („Kritische Schwelle“): beim Unangepassten Todesgefahr Chron. Sauerstoffmangel stimuliert die Bildung von Erythropoietin in der Niere. Dieses stimuliert die Produktion roter Blutkörperchen (Mechanismus der Höhenanpassung; Doping durch EPO-Spritzen) Astronauten: im EVA-Anzug herrscht Druck wie in 7000 – 10000 m Höhe deshalb hier Atmung reinen Sauerstoffs bei Atmung reinen Sauerstoffs bis ca. 13000 m volle Leistungsfähigkeit
• Psychologische Kriterien - Allgemeine Anforderungen: Hervorragende logische Fähigkeiten Gutes Gedächtnis Hohe Konzentrationsfähigkeit Hervorragendes räumliches Orientierungsvermögen Schnelle Reaktionen Manuelle Geschicklichkeit Verantwortungsgefühl Teamwork-Eignung Entscheidungsfähigkeit Sinn für Humor
• Voraussetzung an praktischen Erfahrungen: Beherrschung von Risikosituationen Umgang mit Gefahrgut Survival-Training Expeditionsteilnahme Ausführung von Abläufen Teamwork Management komplexer Systeme Arbeit mit Robotern und Computern
• Medizinische Astronautenauswahl „Select out“: Keine Krankheitsanlagen, die in den nächsten Jahrzehnten zu ernsten Problemen führen können Später: „Select in“ (im Zweifel eher für den Kandidaten)
• Ausschlusskriterien Anthropometrie: Körpergröße über 1,90 m oder unter 1,53 m Augen-Sitz-Abstand unter 70 cm oder über 85 cm Deformierte oder fehlende Gliedmaßen Körpergewicht außerhalb der Grenzwerte (Beispiel für 1,85 m großen, 30 Jahre alten Mann: 61 kg - 96 kg) Kniegelenk-Beweglichkeit kleiner als 0° - 140° ... Metabolische Parameter: abnorme Leukozytenzahl Blut, Proteine, Glukose oder Bakterien im Urin Gesamt-Cholesterinwert über 6,2 mmol/l abnormer Testosteronwert ... Psychiatrische Kriterien: Auffälligkeiten im Streß- oder Beziehungsverhalten schwere Schlafstörungen Phobien, Psychosen, ... Audiovisuelle Parameter: Hörschwäche über 25 dB Blockierte Tuben Kurzsichtigkeit > -2 dpt Nacht- oder Farbenblindheit Sichtfeldreduktion über 15° ... Körperliche Leistungsfähigkeit: Abnormale Herz-Kreislauf- oder Atmungsfunktion Erbrechen beim Drehstuhltest Kreislaufprobleme bei Belastung in der Zentrifuge ... Sonstiges: Vorgeschichte schwerer Allergien wiederkehrende oder chronische Infektionen Stimmbandlähmung Nasenscheidewand-verkrümmung Asthma, Anämie, Gastritis Neigung zu Seekrankheit Bluthochdruck über 140/90 Migräne Alkohol- oder Drogenabusus ...
• Astronautentraining Basic Training (16 Monate) („classroom training“) Introduction: Raumfahrtagenturen, Recht, Raumfahrtprogramme Fundamentals: bringt alle auf den gleichen Stand Aerodynamik, Ingenieurwesen, Humanphysiologie Space systems and operation: System Raumstation, System Raumschiff Special skills: Psychologie, Verhalten, Sprachen, Notfalltraining, Tauchen Advanced Training (1 Jahr)(„hands on training“) Fliegen eines Raumschiffs EVA Qualifizierung - 'neutral buoyancy' Experimente 5 Trainingszentren: Houston, Sternenstädtchen, Tsukuba, Montreal, Köln Missionsspezifisches Training (18 Monate) Wissenschaft Spezialist, Operator oder Nutzer Nominal Training – Off Nominal Training
• Crew Medical Officer (CM0) Training Mindestens 2 Crewmitglieder Einführung in Notfallmedizin: Venenpunktion  Spritzen geben - Infusion legen  Intubation - Chirurgisches Nähen - Tracheotomie - Luftröhrenschnitt Pneumothorax - Dekompression - Katheter legen - Notfall-Zahnbehandlung Arzneimittelanwendung - Beseitigung von und Schutz vor gefährlichen Stoffen
• „EVA“ - Weltraumspaziergang Drucksenkung: 7 000 - 10 000 m reiner Sauerstoff Lebenserhaltung: - 100 bis +120oC Licht Strahlung CO2 Durst Leistung: 200 – 500 W
• C.R.O.P - Combined regenerative organic-food production Biofilter-System: mikrobiolog. Rieselfilter aus Lavagestein (Bakterien, Pilzen, Einzeller) Verwertet Bioabfälle und Urin → Düngemittellösung zur Pflanzenzucht Ziel: Nass‐Komposter‐System zum Einsatz in geschlossenen Lebensräumen Einsatzgebiete:•Vorreinigung von Abwässern•Veredelung von Stickstoffen (Agrarsektor)•mikrobieller Abbau von Umweltgiften (Industrie)•Abkürzung von Stoffkreisläufen
• Water Recovery System Racks Urin, Ausdünstungen, Brauchwasser werden zu 93% in Trinkwasserqualität recycelt: Urine Processor Assembly - Zentrifugation Water Processor Assembly - entfernt Gas und feste Materialien, - Filtrationen - Erhitzen ca. 2850 Liter Trinkwasser entstehen während eines Jahres Wasserbedarf der ISS wird um 65% reduziert
• ISS Crew Health Care System (CHeCS) Health Maintenance System Body Restraint System Cardiac defibrillator Advanced Life Support Pack Human Research Facility Gas Analyzer System Heart and vascular ultrasound Abdominal ultrasound, deep organ Gynecological ultrasound Muscle and tendon ultrasound Transcranial ultrasound
• Flüssigkeitsverschiebung Akute Wirkungen: Volumenzunahme Kopf + Oberkörper („Puffy Face“ + „Spider Legs/Bird Legs“)⇒ Beinmessung mit mehreren nicht elastischen bändern an mehreren Stellen •Astronauten empfinden Schleimhäute an Rachen, Mund, Nase als angeschwollen (speisen schmecken nach weniger)•Geruchssinn wird schwächer•Hörschwellen steigen an•Akkomodationsbreite des Auges sinkt• Sehschärfe sinkt•Farbsehen verschlechtert sich•alle diese Auswirkungen tragen zu den Symptomen des SAS bei
• Barorezeptoren Die schnelle Änderung zwischen aufrechter, sitzender und liegender Position erfordert, dass das Herz und die Gefäße sich schnell anpassen. Der Barorezeptor-Reflex ist das schnellste Antwortsystem bezüglich Veränderungen des Blutdruckes Lokalisiert in den Gefäßen und der Aorta

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