Wissenschaft im Dialog

Wenn wir ein Glas nicht fest genug in der Hand halten, fällt es herunter. Es bleibt nicht in der Luft und fliegt nicht nach oben, sondern landet – leider – immer auf dem Boden. Das liegt an den Gesetzen der Schwerkraft (Gravitation): Massenkörper ziehen sich gegenseitig an. Und weil die Erde eine sehr große Masse hat, zieht das Glas immer den Kürzeren.

Die Schwerkraft, so viel lässt sich also schon einmal sagen, hat eine Auswirkung darauf, wie wir mit den Dingen des Alltags umgehen. Lange Zeit schien uns dieser Umgang recht selbstverständlich, denn wir kannten nichts anderes als das Leben auf der Erde. Und dort ist die Schwerkraft, seit es Leben gibt - also seit ca. 4 Milliarden Jahren – immer dieselbe.

Wie fundamental sich das Leben ändert, wenn die Schwerkraft eine andere ist, konnten wir erst durch die Raumfahrt richtig beobachten. Je weiter wir uns von der Erde entfernen, desto schwächer wird ihre Anziehungskraft. Gänzlich ausschalten lässt sich die Schwerkraft aber auch im Weltraum nicht. Schwerelosigkeit, wie wir sie aus Videos z.B. von der Internationalen Raumstation (ISS) kennen, entsteht erst dadurch, dass sich dort die Gravitation und die Fliehkraft gegenseitig aufheben. Die Fliehkraft kommt dadurch zustande, dass sich die ISS in einer Umlaufbahn um die Erde bewegt. Sie ist es auch, die uns in einem Karussell gegen die Außenwand drückt.

Das Leben auf der Internationalen Raumstation unterscheidet sich grundlegend von unserem gewohnten Alltag. Die Astronautinnen und Astronauten können ihre Gläser loslassen, ohne dass sie herunterfallen. Andererseits wird bereits die morgendliche Dusche zur Herausforderung: Die Wassertropfen prasseln nicht mehr nach unten, sondern schweben einfach so herum.

Schwerelosigkeit klingt verlockend, wenn man morgens Probleme beim Aufstehen hat. Doch sie hat gravierende Auswirkungen auf unseren Körper, die das Leben im Weltraum äußerst anstrengend machen. Viele Astronauten leiden in den ersten Tagen im Weltraum unter Orientierungslosigkeit, denn der Gleichgewichtssinn im Innenohr funktioniert mithilfe der Schwerkraft. Die Schwerkraft auf dem Mond reicht dafür gerade noch aus. Doch im Weltraum wissen wir im wahrsten Sinne des Wortes nicht mehr, wo oben und unten ist. Darüber hinaus bekommen die Astronauten Kreislaufprobleme und Kopfschmerzen, weil die Flüssigkeit im Körper sich anders verteilt. Auch das Immunsystem schwächelt unter Schwerelosigkeit. Und die Knochen und Muskeln bauen ab, da sie kaum noch benötigt werden. Die Astronauten müssen täglich Sport treiben, um diesem Effekt entgegenzuwirken. Trotzdem brauchen sie, wenn sie zurück auf der Erde sind, Zeit zur Erholung. Schon beim Laufen werden wesentliche Teile der Muskulatur benötigt, um überhaupt stehen zu können. Eine Qualle dagegen, die keine Knochen und Muskeln hat, fällt an Land in sich zusammen. Unser Körper ist also perfekt auf die Schwerkraft auf der Erde eingestellt. Während sich das Klima auf unserem Planeten immer wieder geändert hat, ist seine Schwerkraft die große Konstante für die Entwicklung von Lebewesen.

Könnten wir uns an eine andere Schwerkraft oder an Schwerelosigkeit gewöhnen? Und wie lange würde das dauern? Das lässt sich heute noch nicht beantworten, denn es gibt noch keine Experimente im Weltraum über mehrere Generationen hinweg. In der Tat gehört aber die Frage, welchen Einfluss die Gravitation auf unser Leben hat, zu den zentralen Forschungsfragen von Raumfahrtprojekten.

Übrigens: Auch auf der Erde wird zu diesem Thema geforscht. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR e.V.) untersucht im Rahmen einer Bettruhe-Studie, wie sich der Körper in der Schwerelosigkeit verändert. Auch Laien können teilnehmen.

Als Experte hat uns Prof. Dr. Ralf Anken geholfen. Er ist stellvertretender Leiter des Bereichs Gravitationsbiologie am Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR e.V.).

Redaktion: Michael Siegel

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