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Rubrik: News
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Publiziert: 23.03.2001 06:00

Hilfe zu Astronautenleiden
"Mir" und die ETH Zürich

(ac) Letzten November wurde das Ende und damit der kontrollierte Absturz der Raumstation "Mir" durch die russische Regierung beschlossen. Ein Stück Weltraumgeschichte geht heute zu Ende. Dadurch kommt auch die jahrelange Zusammenarbeit zwischen dem Laboratorium für Biomechanik der ETH Zurich und der Weltraumbehörde zu einem Abschluss.

Wie alles begann

1994 nahm die Pariser Zentrale der europäischen Weltraumbehörde ESA mit Professor Edgar Stüssi, Leiter des Laboratoriums für Biomechanik, Kontakt auf. Grund dafür waren zwei am Laboratorium für Biomechanik entwickelte Geräte, welche die Aufmerksamkeit der Raumfahrtsbehörden auf sich gezogen hatten. Mit den beiden an der ETH Zürich entwickelten Geräte kann die Knochen- und Muskelfestigkeit gemessen werden. Die Raumfahrtbehörden standen seit längerem vor dem Problem, dass durch die Schwerelosigkeit im Weltall infolge der geringen Belastung des Bewegungsapparates Knochen und Muskeln der Astronauten abgebaut werden. Nach mehrmonatigen Aufenthalten im Weltraum konnte dieser Abbauprozess soweit fortschreiten, dass die Astronauten bei der Rückkehr auf die Welt kaum mehr gehen konnten. Während sich die Muskulatur nach einigen Wochen wieder vollständig erholt, führt der Knochenschwund jedoch zu einer bleibenden Osteoporose.

Sowohl für die NASA als auch für die ESA stand fest, dass die geplanten Missionen auf der Internationalen Weltraumstation (ISS) und schliesslich eine Reise zum Mars nur dann möglich sind, wenn sie das Problem des Knochen- und Muskelabbaus der Astronauten besser in den Griff bekommen. Aus diesem Grund waren die beiden Messgeräte der ETH Zürich für sie von besonderem Interesse.

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Knochenmessgerät an der Tibia. gross

Geräte fliegen ins All

Nach der Anfrage der Weltraumbehörde entwickelte Edgar Stüssi und sein Team die beiden Geräte weiter, sodass diese in der "Mir" eingesetzt werden konnten. Das Knochenmessgerät (Bone Stiffness Measuring Device) wurde erstmals 1995 mit einer Progressrakete (=Versorgungsschiff) der russischen Weltraumbehörde in das All geschickt. Eine Besonderheit des Gerätes besteht darin, dass dieses nicht mit Strahlungen, die den Körper belasten, sondern mit Schallwellen arbeitet.


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Astronaut Thomas Reiter (D) beim Training in Star City. gross

Anhand der Ausbreitung einer mechanischen Welle kann die Festigkeit der Knochen bestimmt werden. Bei einer weitere Mission mit der NASA (Spaceshuttle Columbia) kam das Muskelmessgerät (Torque-Velocity Dynamometer) in dem europäischen Labor "Spacelab" zum Einsatz. Die Versuche lieferten wichtige Erkenntnisse über gesundheitliche Risiken auf längeren Raumflügen und werden auch in Zukunft einen Beitrag leisten, den nachteiligen Folgen der Schwerelosigkeit zu begegnen. Bereits Ende der achtziger Jahre hatte die Forschungsgruppe "Weltraumbiologie" um Professor Augusto Cogoli der ETH Zürich Hautexperimente an Bord der "Mir" durchgeführt.

Erfolgreiche und bereichernde Zusammenarbeit

Für das Forschungsteam der ETH Zürich war die Zusammenarbeit mit der Raumfahrtbehörden in mehrfacher Hinsicht ein Erfolg. "Neben der grossen Herausforderung, die Geräte weltraumtauglich zu machen, ergaben sich viele neue Kontakte zu internationalen Wissenschaftskreisen, die über diese Zusammenarbeit hinaus neue Perspektiven und Herausforderungen bedeuten", betont Edgar Stüssi heute. "Einmalig an diesen Projekten war auch, dass grosse Aufträge von der ETH Zürich an die Schweizer Industrie vergeben werden konnte, was enorme Impulse für Spitzenleistungen und Innovationen auslöste. Und nicht zuletzt wurden im Rahmen dieser Aufgaben rund 30 junge Ingenieure in einer sehr intensiven und kurzen Ausbildungszeit zu Spezialisten ausgebildet".

Vom Weltraum in die Arztpraxis

Auch wenn die beiden Knochenmessgeräte nicht mehr in der "Mir" eingesetzt werden können (die beiden werden beim Absturz mitverglühen), ist deren Einsatz auch in Zukunft von Interesse. Gerade für Messungen im Zusammenhang mit der häufig bei älteren Personen auftretende Krankheit Osteoporose wird das Knochenmessgerät, das direkt die Knochenfestigkeit und Elastizität misst, an Bedeutung gewinnen. Zur Zeit ist das Forschungsteam daran, das Gerät so zu verbessern, dass es für den Einsatz in Arztpraxen tauglich wird.


Literaturhinweise:
Laboratorium für Biomechanik: http://www.lfb.ethz.ch
Departement Werkstoffe / Materials: http://mat.ethz.ch/d-werk/Welcome.html
Departement Angewandte Biowissenschaften: www.anbi.ethz.ch/
International Society of Biomechanics Congress 2001 an der ETH Zürich: www.isb2001.ethz.ch/



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