In den Weltraum zu fliegen ist mit Risiken verbunden. Neben der Möglichkeit eines katastrophalen Ausfalls während des Starts oder der Landung und der Gefahr, dass Ihr Flugzeug von einem Mikrometeoriten durchbohrt wird, besteht auch die Gefahr, dass längere Zeiträume im Weltraum verbracht werden. Darüber hinaus gibt es auch die langsamen, degenerativen Auswirkungen, die ein längerer Aufenthalt in einer schwerelosen Umgebung verursachen kann auf deinem Körper haben .
Während Astronauten auf der ISS genügend Platz für die Trainingsgeräte haben, die sie benötigen, um diese Auswirkungen (z. B. Muskelabbau und Verlust der Knochendichte) zu reduzieren, sind Langstreckenmissionen eine andere Sache. Glücklicherweise hat die NASA Pläne, wie Astronauten während ihrer bevorstehenden ' Reise zum Mars “. Es ist als Resistive Overload Combined with Kinetic Yo-Yo (ROCKY) bekannt und wird an Bord der Orion-Raumsonde verwendet.
Ingenieure der NASA und der Privatwirtschaft arbeiten seit Jahren daran, die Komponenten zu entwickeln, die Astronauten in den 2030er Jahren zum Roten Planeten bringen werden. Dazu gehören das Space Launch System (SLS) und die Orion Multi Purpose Crew Capsule. Gleichzeitig haben Wissenschaftler und Ingenieure des in Ohio ansässigen Unternehmens Zin Technologies – mit Unterstützung der NASA des Humanforschungsprogramms Exploration Exercise Equipment Project – waren damit beschäftigt, die Ausrüstung zu entwickeln, die benötigt wird, um die Mars-Besatzungen im Weltraum gesund und fit zu halten.
Ausschnitt des Orion-Besatzungsmoduls, das das ROCKY-Übungsgerät in Blau unter der Seitenluke zeigt, die Astronauten zum Ein- und Aussteigen aus dem Raumfahrzeug verwenden. Bildnachweis: NASA
Eine der größten Herausforderungen bestand darin, ein Gerät zu entwickeln, das robust genug ist, um ein solides Training zu ermöglichen, aber dennoch kompakt und leicht genug ist, um in die Raumkapsel zu passen. Was sie herausfanden, war ROCKY, ein rudermaschinenähnliches Gerät, das sowohl aerobe Aktivitäten als auch Krafttraining aufnehmen kann. Mit Lasten, die einen Widerstand von bis zu 180 kg (400 Pfund) simulieren, können Astronauten Übungen wie Kniebeugen, Kreuzheben und Fersenheben sowie Oberkörperübungen wie Bizepscurls und aufrechtes Rudern durchführen.
In der Vergangenheit verließen sich Astronauten an Bord der ISS auf Geräte wie die Mini-Übungsgerät-2 oder der Schwingungsisolierungssystem für Laufbänder (TVIS), um das Risiko von Knochendichteverlust und Muskeldegeneration zu reduzieren. Aber wie Gail Perusek – die stellvertretende Projektmanagerin für das Exploration Exercise Equipment-Projekt der NASA – erklärt , erforderte die Entwicklung von Trainingsgeräten für die Reise zum Mars etwas Neues:
„ROCKY ist ein ultrakompaktes, leichtes Trainingsgerät, das die sportlichen und medizinischen Anforderungen erfüllt, die wir für Orion-Missionen haben. Die Trainingsgeräte der Internationalen Raumstation sind effektiv, aber für Orion zu groß, also mussten wir einen Weg finden, das Training im Orion möglich zu machen.“
Das Gerät kann auch individuell angepasst werden und enthält die besten Funktionen eines zweiten Geräts, das als Device for Aerobic and Resistive Training (DART) bekannt ist. Dazu gehört ein Servomotor, der so programmiert ist, dass er ein Lastprofil liefert, das sich sehr ähnlich anfühlt wie bei freien Gewichten. Der DART wurde von TDA Research, einem in Denver ansässigen F&E-Unternehmen, mit Unterstützung des Small Business Innovation Research Program der NASA entwickelt. Es wurde zusammen mit dem ROCKY während des Geräteauswahlprozesses bewertet.
Das ROCKY-Gerät in Aktion. Bildnachweis: NASA
Das ROCKY-Gerät wird nicht nur für die bemannte Mission zum Mars verwendet, sondern wird wahrscheinlich auch zu einem festen Bestandteil der Orion-Kapsel werden, was es zu einer tragenden Säule für alle von der NASA geplanten Langzeitmissionen machen wird.
Als Cindy Haven, Projektmanagerin für das Exploration Exercise Equipment Project, erklärt : „Unser langfristiges Ziel ist es, ein Gerät zu entwickeln, das für uns bei der Exploration funktioniert. Bis zur Mission werden wir verschiedene Phasen haben, in denen wir es auf Funktionalität, Benutzerfreundlichkeit und Haltbarkeit bewerten, um das Design zu verfeinern.“
Das ROCKY-Gerät wird zum ersten Mal getestet am Erkundungsmission-2 (EM-2), die erste Mission, bei der das Raumfahrzeug mit einer Besatzung an Bord gestartet wird. Th ROCKY wird sich in der Nähe der Seitenluke des Raumfahrzeugs befinden, mit der Astronauten in die Kapsel ein- und aussteigen. Nach dem Start des Orion werden die Sitze der Besatzung zusammengeklappt, um den Astronauten beim Training mehr Platz im Innenraum zu bieten.
Und während die ersten Missionen mit der Orion-Kapsel nur wenige Wochen dauern werden, ist es wichtig, fit zu bleiben für den unwahrscheinlichen Fall, dass die Astronauten nach dem Aufspritzen das Besatzungsmodul ohne Hilfe verlassen müssen. In der Zwischenzeit wird die NASA die nächsten Jahre damit verbringen, das Gerät zu verfeinern, um es nicht nur für kurzfristige bemannte Orion-Missionen, sondern auch für mögliche Anwendungen bei zukünftigen Langzeitmissionen zu optimieren.
Die ROCKY wird wahrscheinlich eine tragende Säule für zukünftige Langzeitmissionen mit der Orion-Raumkapsel werden. Bildnachweis: NASA
Dazu gehört der so wichtige Start, bei dem die Orion an einen Lebensraum im Weltraum um den Mond andocken wird. Diese Missionen sind Teil der Phase II der Mars-Mission der NASA, die als 'Proving Ground'-Phase bekannt ist. Diese Phase soll im Jahr 2030 beginnen und beinhaltet, dass die letzten Elemente der Mission in eine cis-Mondumlaufbahn gestartet werden und dann die gesamte Ausrüstung zur Vorbereitung in den marsnahen Weltraum geschickt wird.
Das Entwicklungsteam, das zukünftige Verbesserungen beaufsichtigen wird, umfasst Ingenieure und Wissenschaftler des Glenn Research Center in Cleveland, Ohio, und des Johnson Space Center in Houston. Neben dem Bau der Hardware und der Sicherstellung der Flugzulassung sind sie auch dafür verantwortlich, Erkenntnisse aus der Entwicklung der für die ISS gebauten Ausrüstung einfließen zu lassen.
Wenn in den kommenden Jahren alles gut geht, plant das Team sogar, ROCKY in die bereits beeindruckende Auswahl an Trainingsgeräten der Internationalen Raumstation ISS aufzunehmen. Eine weitere Möglichkeit für die Astronauten, die langsamen, degenerativen Auswirkungen des freien Schwebens im Weltraum zu überwinden!
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