Ein intelligenter Raumanzug für die Exploration unter extremen Bedingungen
Auf der Erde muss unser Körper gegen die Schwerkraft arbeiten, wodurch unsere Zellen, Knochen und Muskeln stark bleiben. Während längerer Flüge im Weltraum ist sich der menschliche Körper drastischen Veränderungen unterworfen. Da Tätigkeiten wie Gehen, Stehen oder Heben in der Mikrogravitation nicht mehr erforderlich sind, werden Muskeln abgebaut. Außerdem wird das Herzkreislaufsystem weniger stark beansprucht, wodurch sich Körperflüssigkeiten wie Blut vom Unter- in den Oberkörper verlagern. Der Puls wird schneller und der Blutdruck steigt. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts STAMAS (Smart technology for artificial muscle applications in space) wird eine neue Art von Raumanzug erforscht, mit dem auf den gesamten Körper Druck angewandt werden 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 und andererseits zur Schöpfung neuer Ideen führen. Die STAMAS-Forscher untersuchten insbesondere hochmoderne Materialien wie Formgedächtnislegierungen und elektroaktive Polymere, um ihre Vision eines intelligenten Anzugs in funktionierenden Prototypen umzusetzen, die für menschliche Entdecker im Weltraum geeignet sind. Elektroaktive Polymere ändern ihre Form und Größe, wenn sie mit dem entsprechenden elektrischen Signal aktiviert werden. Hierdurch werden Bewegungen ermöglicht und Kraft erzeugt. Formgedächtnislegierungen, die sich an ihre ursprüngliche Form „erinnern“, wurden als mögliche Materialen für die Nachbildung natürlicher Muskeln erforscht. Gespräche zwischen medizinischen Fachleuten und dem technischen Team führten zu einer detaillierten Beschreibung der Weltraumanforderungen an Bord. Um die heutige elektromechanische Aktortechnologie effektiv anzupassen, wurden neue Konzepte für künstliche Muskeln im Hinblick auf Biofeedback-Raumanzüge auf der Internationalen Raumstation (ISS) getestet. Es wurden zwei Demonstratoren entwickelt: einer, um den physiologischen Muskelabbau in den Beinen aufgrund von Mikrogravitation zu adressieren und einer, um der Ermüdung der Hände bei Tätigkeiten außerhalb von Raumfahrzeugen entgegenzuwirken. Diese Geräte werden die Weltraumindustrie stark stimulieren und haben ebenfalls das Potenzial für eine terrestrische Anwendung im Rehabilitationsbereich sowie um Menschen mit eingeschränkter Mobilität zu unterstützen.
Schlüsselbegriffe
Raumanzug, Astronaut, STAMAS, künstlicher Muskel, Formgedächtnislegierungen, elektroaktive Polymere
