30 Mal am Stück schwerelos: Eine Freiburger Doktorandin forscht in 7000 Metern Höhe

Claudia Füßler

Für ihre Forschungen besteigt Sportdoktorandin Ramona Ritzmann einen Airbus, der in rund 7000 Metern steil in die Luft steigt. Wer davon profitiert: Astronauten, Alte und Bettlägerige.



Wie bewegt sich der Mensch?
Wie koordiniert der Körper einen Sprung? Wie kann eine Bewegung optimiert werden? Kann sie das überhaupt? Das alles sind Fragen, die Ramona Ritzmann gern beantworten will. Die 29-Jährige hat Mathe, Biologie und Sport auf Lehramt studiert und ist zurzeit Doktorandin am Institut für Sport und Sportwissenschaft der Universität Freiburg.


Schon als Hiwi hat sich Ramona Ritzmann an der Uni am liebsten mit sogenannten sensomotorischen Projekten beschäftigt. Sie versucht also herauszufinden, wie der Mensch seine Bewegungen – die motorischen Leistungen – aufgrund der Rückmeldungen steuert, die er über seine Sinne bekommt: die Sensorik. "Da steht am Anfang meist der explorative Selbstversuch, wir probieren viel aus und testen zum Beispiel, wie eine Sprungtechnik funktioniert. Daraus entwickeln wir dann ein Studiendesign", erklärt Ritzmann.

In ihrem aktuellen Projekt, aus dem auch die Doktorarbeit entstehen soll, untersucht sie mit ihrem Team das Vibrationstraining. Dabei steht der Übende auf einer Platte, die in unterschiedlichen Frequenzen vibriert. Auf diese Weise soll die Tiefenmuskulatur im ganzen Körper trainiert werden. Astronauten nutzen es, um fit zu bleiben und ihre Knochen- und Muskelmasse zu erhalten, außerdem wurde in sogenannten Bed-Rest-Studien mit bettlägerigen Patienten gezeigt, dass die Vibrationen tatsächlich wirken.

Der Airbus wurde eigens für die Experimente umgebaut

"Das ist aber auch das Einzige, was bekannt war. Unklar war, wie der positive Effekt zustande kam. Man hat zum Beispiel eine ganz merkwürdige Muskelstimulation in den Beinen festgestellt", erzählt Ramona Ritzmann. "Wir konnten mit unseren Experimenten dann nachweisen, dass die Muskeln vor allem über Reflexe trainiert werden. Das war ein Meilenstein. Jetzt wollen wir noch herausfinden, wie genau das abläuft und ob diese neuromuskuläre Ansteuerung in der Schwerelosigkeit genauso funktioniert wie am Boden."

Für den Plattentest in der Schwerelosigkeit besteigen Ramona Ritzmann und ihre Kollegen den Airbus 300 Zero G der Novespace, einer Tochtergesellschaft des French National Space Centers (CNES). Gefördert werden die Flüge und Versuche von der Europäischen Weltraumbehörde ESA und der Deutschen Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DLR), die gleichzeitig auch Träger des Projektes ist.

Der Flieger wurde eigens von Ingenieuren umgebaut und mit verschiedenen Spezialgeräten ausgestattet, geflogen wird er manuell von Testpiloten. Nach dem Start in Bordeaux fliegt "Zero G" zunächst mit Höchstgeschwindigkeit horizontal und beginnt dann einen etwa 45 Grad steilen Steigungsflug. In einer Höhe von etwa 7000 Metern beginnt die Schwerelosigkeit, 25 Sekunden lang spüren die Passagiere keine Erdanziehungskraft. Innerhalb dieser 25 Sekunden erreicht die Maschine den Gipfel der Parabel und sinkt wieder, auf den 7000 Metern ist es vorbei mit der Schweberei. Bis zu 30 solcher Parabelflüge am Stück absolviert der Airbus. "Beim ersten Mal war es einfach total verrückt", sagt Ritzmann. "Man gewöhnt sich natürlich daran, aber es ist trotzdem jedes Mal wieder ein tolles Erlebnis. Vor allem, wenn man sich überlegt, wie wenig Menschen sich in ihrem Leben überhaupt einmal schwerelos fühlen können."

Doch viel Zeit, um diesen ungewohnten Zustand genießen zu können, bleibt Ramona Ritzmann nicht. Während die Erdanziehung wirkt, müssen die Experimente vorbereitet werden, damit sie auf den Punkt starten können, wenn die Schwerelosigkeit einsetzt. Jede Sekunde soll genutzt werden. Die Wissenschaftler fixieren sich für die Versuche auch selbst auf der Vibrationsplatte, rings um sie herum laufen Experimente ganz anderer Forschungsbereiche. Laser werden getestet, der Verlauf von Explosionen beobachtet und Zellen untersucht – zwischen 12 und 14 Experimente sind bei einem Flug an Bord. "Das sind alles sehr passionierte Leute, die in ihrer Forschung jeweils eine Nische gefunden haben, da macht das gemeinsame Arbeiten und Fliegen automatisch Spaß", erzählt Ritzmann und lacht.

Dass sie ausgerechnet für die rare Spezies der Astronauten forscht, hat mehrere Gründe. Zum einen leiden die Weltraumfahrer massiv unter den außerirdischen Bedingungen: Im schwerelosen Raum erleiden sie pro Monat einen Knochenverlust von 1 Prozent, der Muskelschwund liegt sogar bei 10 Prozent. Das Training mit der Vibrationsplatte ist hier also durchaus angebracht. Zum anderen faszinieren Ritzmann auch die Persönlichkeiten der Astronauten: "Das sind alles sehr spannende Menschen, sie sind mutig und extrem ideell."

Von den Forschungen der Freiburger Sportwissenschaftlerin profitieren jedoch noch andere: Die große Idee, die dahinter steckt, ist eine Übertragung der Ergebnisse auf alte und bettlägerige Menschen. "Die Weltraumforschung lässt generell viel Transfer zu, und in unserem Beispiel ist es mit den Alten und Kranken eine sehr große Bevölkerungsgruppe, die hoffentlich einmal einen Nutzen von unseren Experimenten in der Schwerelosigkeit haben wird", sagt Ritzmann.

Schwerelosigkeit

Schwerelosigkeit nennt man den Zustand, in dem keine Schwerkraft zu spüren ist. Vorhanden ist sie dennoch, es gibt im gesamten Weltraum keinen Punkt, der völlig frei davon ist. Wirkt aber ausschließlich die Schwerkraft auf den menschlichen Körper, empfinden wir das als Schwerelosigkeit. Das passiert zum Beispiel beim freien Fall in einem Vakuum. Ansatzweise ist Schwerelosigkeit auch beim Fallschirmspringen zu spüren, hier stört allerdings der Luftwiderstand. Astronauten befinden sich im Weltraum quasi ständig im freien Fall. Zwar wirkt die Schwerkraft auch auf eine Raumstation, doch diese bewegt sich so schnell um die Erde, dass die Vorwärtsbewegung den Fall ausgleicht und das Gefühl von Schwerelosigkeit entsteht.

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