Erprobung von Textilien in der Schwerelosigkeit
Das Projekt „Spacetex“ untersucht das Zusammenspiel von Körper, Kleidung und Textilien unter Schwerelosigkeit. Wenn der deutsche Astronaut Alexander Gerst ab Mai für ein halbes Jahr auf der Internationalen Raumstation lebt, wird er dort auch Geruchsproben sammeln. Sie kommen in „Geruchstresoren“ zurück auf die Erde.
Alexander Gerst testet bei der NASA seinen Weltraumanzug. Am 28. Mai 2014 soll der deutsche ESA-Astronaut ins All aufbrechen und auf der Internationalen Raumstation ISS Experimente durchführen – unter anderem zum Projekt Spacetex. Untersucht wird dabei das Zusammenspiel von Körper und Kleidung im All.
Foto: ESA
Am 28. Mai 2014 soll der deutsche ESA-Astronaut Alexander Gerst vom Weltraumbahnhof in Baikonur in Kasachstan ins All aufbrechen. Sechs Monate lang wird der 37-Jährige auf der Internationalen Raumstation ISS leben und in dieser Zeit rund 40 Experimente durchführen. Zum ersten Mal gehören dazu auch bekleidungsphysiologische Untersuchungen, denn die Schwerelosigkeit stellt an den menschlichen Körper und auch an seine Bekleidung ganz besondere Anforderungen. Um das Zusammenspiel von Körper und Kleidung im All zu untersuchen, haben sich verschiedene Forschungspartner zum Projekt „Spacetex“ zusammengeschlossen.
Durch die fehlende Gravitation wird die Körperwärme nicht abgeführt
Die Forscher erhoffen sich von den Untersuchungen, dass sie die Grundlage für die Entwicklung neuer textiler Produkte auf der Erde, speziell für den Einsatz unter extremen klimatischen und physiologischen Bedingungen liefern können. Aber auch die Kleidung der Astronauten soll verbessert werden, zum Beispiel wenn 2030 die rund dreijährige Reise zum Mars ansteht. Projektpartner bei Spacetex sind neben dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Charité in Berlin, auch die Textilfirma Schoeller und die Hohenstein Institute, ein Forschungs- und Prüfungsinstitut für Textilien.
Alexander Gerst im Februar 2014 beim Überlebenstraining.
Quelle: ESA
Warum braucht der Mensch im All überhaupt spezielle Textilien? „Die fehlende Gravitation wirkt sich unter anderem auf den Abtransport der Körperwärme und des Schweißes über die hautnahe Kleidung aus. Um die Kühlmechanismen des Körpers trotzdem adäquat unterstützen zu können, müssen Textilien für den Einsatz im Weltall entsprechend angepasst sein“, erklärt Jan Beringer von den Hohenstein Instituten. Auch andere Zusatzfunktionen seien wichtig für die Astronautenbekleidung, etwa eine antimikrobielle Ausrüstung der Textilien zur Minimierung der Geruchsentwicklung, wie sie durch die Zersetzung von Körperschweiß durch Bakterien entsteht.
Alexander Gerst vergleicht spezielle Funktionsbekleidung mit Baumwolltextilien
Ende Februar begleitete Jan Beringer zusammen mit Professor Hanns-Christian Gunga von der Charité das projektbezogene Training von Alexander Gerst am Europäischen Astronautenzentrum in Köln. Wie später in der Erdumlaufbahn absolvierte Gerst bisher vier intensive Belastungseinheiten auf dem Laufband an ebenso vielen Tagen. Dabei trug er bei zwei Trainingssessions körpernahe Funktionstextilien aus speziellem Polyester. Bei zwei weiteren Trainingseinheiten kam konventionelle Baumwollbekleidung, bestehend aus T-Shirt und Short zum Einsatz. Anhand eines Fragebogens beurteilte Gerst, wie gut Körperwärme und Schweiß vom Körper mit Hilfe der Kleidung abgeleitet wurden. Auch nach den Trainingseinheiten im All wird er seinen subjektiven Eindruck wiedergeben und damit erste wichtige Vergleichsdaten für das Projekt „Spacetex“ liefern.
Der Schweiß- und Wärmetransport zwischen Haut und Bekleidung verändert sich in der Schwerelosigkeit. Bei Null-Gravitation kann der Schweiß nicht mehr nach unten ablaufen, sondern bleibt dort, wo er entsteht.
Quelle: Hohenstein Institute
Dieses Datenmaterial wird auch der Arbeit von Hanns-Christian Gunga zu Gute kommen. Gunga beschäftigt sich seit Jahren mit der Frage, welche Auswirkungen der Aufenthalt unter Schwerelosigkeit im All für den menschlichen Körper hat: „Der Abbau von Muskel- und Knochensubstanz beginnt unter Null-Gravitation innerhalb kürzester Zeit. Um dieser Degeneration entgegen zu wirken, ist die Arbeit an speziellen Trainingsgeräten für die Astronauten extrem wichtig. Dabei gibt der Körper wie auf der Erde auch Wärme ab und versucht sich durch die Abgabe und Verdunstung von Schweiß herunter zu kühlen. Aufgrund der fehlenden Erdanziehungskraft und damit Wärmeströmung werden aber weder Körperwärme noch Schweiß wie gewohnt an die Umgebung oder Bekleidung abgeleitet.“ Vielmehr umgibt die Wärme den Körper quasi wie eine Aura. Der Schweiß haftet vor allem bei locker anliegender Kleidung hartnäckig an der Haut. Ohne Kühlwirkung wird das Training selbst für die gut trainierten Astronauten zu einer stärkeren physiologischen Belastung als auf der Erde.
Gerst soll Geruchsmoleküle in „Geruchstresoren“ mit zurück bringen
Nach ihrem Besuch beim Astronautentraining von Alexander Gerst in Köln haben die Wissenschaftler die Testtextilien luftdicht verpackt und anschließend an den Hohenstein Instituten hinsichtlich ihrer Geruchsentwicklung und der Zahl der anhaftenden Bakterien untersucht. Um vergleichbare Untersuchungen der Textilien auch nach dem Training im Weltall zu ermöglichen, werden diese im November 2014 zusammen mit Alexander Gerst den Rückweg auf die Erde antreten. Als „Geruchstresor“ dienen dabei sogenannte Tenax-Röhrchen. Die speziellen Polymere in ihrem Inneren nehmen die Geruchsmoleküle dauerhaft auf, so dass sich deren Zahl im Anschluss an die Mission mit dem Gaschromatograph-Massenspektrometer ermitteln lässt. Anhand mikrobiologischer Untersuchungen werden die Wissenschaftler dann auch die Zahl der Bakterien auf dem Textil ermitteln und miteinander vergleichen.
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