Können sich Menschen den Marstagen anpassen?

Wissenschaftler glauben, eine Methode gefunden zu haben, wie künftige Astronauten ihre auf den irdischen 24-Stunden-Tag geeichten Körperuhren auf den längeren Marstag von 24,6 Stunden umschalten können

Ob in nächster Zeit Menschen auf den Mars fliegen werden, ist höchst fragwürdig. Der Aufwand ist gewaltig, die Risiken sind hoch, der Nutzen dürfte erst einmal gering sein - und die Frage ist, ob Raumfahrt und Erkundung von Planeten und anderen Himmelskörpern nicht im Wesentlichen eine Angelegenheit von unbemannten Missionen mit autonomen und fernsteuerbaren Robotern wie Curiosity bleiben wird oder sollte.

Ob die Mission ohne Rückkehr zustande kommt, für die der Niederländer Bas Lansdorp optimistisch als spektakuläres Medienevent für Zuschauer wirbt, dürfte zweifelhaft sein. Zwar soll es Freiwillige geben, zumindest so lange es nicht ernst wird, aber wer will schon kostengünstig zum Mars fliegen, ohne die Chance zu haben, wieder zurückkehren zu können? Und mit der Aussicht, dort bestenfalls in primitiven klaustrophobischen Bedingungen zu leben und darauf zu hoffen, dass von der Erde stets auch Nachschub kommt? Versprochen wird viel vom "One Way Trip", nämlich eine neue Heimat für die Menschheit auf einem anderen Planeten zu bauen. Dabeizusein ist gewissermaßen alles.

Alles schön rot hier. So stellte man sich bei der Nasa Menschen auf dem Mars vor: Bild: NASA/Pat Rawlings, SAIC

2016 soll schon mal der Versorgungsflug starten, damit die Marspioniere ihre Station beim Landen fast bezugsfertig vorfinden und bald damit beginnen, die Marskolonie weiter auszubauen. 2023 will Lansdorp natürlich nicht selbst, sondern vier Freiwillige auf dem Mars landen lassen. Von Anfang bis Ende soll das Abenteuer als Catingshow und Reality-TV-Serie gesendet werden, um die Sache zu finanzieren und natürlich auch profitabel für den Unternehmer zu sein. Ab der bemannten Mission soll rundum - 24/7/365 - gesendet werden. 2025 sollen schon die nächsten 4 Auswanderer folgen, und dann alle zwei Jahre weitere. Nur der Flug sei beschwerlich, eng und ausgefüllt mit andauerndem Sport, um die Muskelmasse zu erhalten, auf dem Mars habe jeder Pionier 50 Quadratmeter für sich und einen Gemeinschaftsraum von 200 Quadratmeter. Es wird nach den Vorstellungen auch gegärtnert - statt Urban eben Mars Gardening? -, um frische Lebensmittel zu haben, ansonsten treibt man viel Forschung, vornehmlich darüber, wie der menschliche Körper die Lebensbedingungen auf dem Mars aushält, also beispielsweise die erhöhte kosmische Strahlung, die geringere Schwerkraft und die starken Temperaturschwankungen.

Ein Problem ist auch, dass die Marstage (Sol) länger sind als die auf der Erde, nämlich um etwa 40 Minuten (24,65). Das bringt Störungen für den menschlichen Körper mit sich, dessen biologische Uhren auf 24 Stunden - genauer durchschnittlich auf 24,2 Stunden - ausgerichtet sind. Auch die Jahre sind mit 687 Tagen länger, die Jahreszeiten unterscheiden sich. US-Wissenschaftler am Brigham and Women's Hospital (BWH), von der Harvard Medical School und dem Johnson Space Center, um nur einige zu nennen, wollen nun, wie sie in der Zeitschrift Sleep berichten, ein Programm entwickelt und getestet haben, mit dem sich die Folgen der täglichen Zeitverschiebung für den Kreislauf, Schlafstörungen und Müdigkeit kontrollieren lassen. Das Personal, das für den Sojourner Rover während der Mars-Pathfinder-Mission zuständig war, hatte bereits nach einem Monat von zunehmenden Schwierigkeiten berichtet. Mehr als 80 Prozent fühlten sich müde und schläfrig und konnten weniger Energie und Konzentration aufbringen als üblich. Von selbst hatten sich die Menschen den Marstagen nicht anpassen können.

Werden Menschen einem Abendlicht ausgesetzt, verschiebt sich der Schrittmacher, Morgenlicht hingegen stellt die Uhr zurück. Setzt man Menschen am Abend zwei 45-minütigen Bestrahlungen mit kurzwelligem, blauem Licht aus, so hatte bereits eine andere Studie ergeben, verschiebt sich der circadiane Rhythmus um etwa eine Stunde nach hinten. Dieselbe Wirkung lässt sich erzielen, wenn Menschen die erste Hälfte der Arbeitszeit schwachem Licht (1,8 Lux) und die zweite Hälfte einem mäßig hellen Licht (450 Lux) ausgesetzt werden.

Valle Marineris. Bild: Nasa/Viking Project

Die Studie wurde 2007 mit dem Team (150 Personen) durchgeführt, das 78 Marstage lang die Aufsicht über die Marsmission des Phoenix Mars Lander (PML) hatte und sich an den ungewohnten Tag-und-Nacht-Rhythmus anpassen musste. Alle aus dem Team erhielten Schulungen über Körperrhythmen und wie man Ermüdungserscheinungen bekämpfen kann (Kurzschlaf, Kaffee. Lichtaussetzung etc.). An 19 Mitgliedern wurde das Schlafprogramm getestet Alle führten über Arbeits- und Schlafzeiten Tagebuch, trugen kontinuierlich einen Aktometer am Handgelenk, der zusätzlich mit einem Lichtsensor ausgestattet war, und führten regelmäßig Leistungstests aus. Die Versuchspersonen erhielten für den Arbeitsplatz eine Lichteinheit mit 276 blauen LEDs mit kurzwelligem, blauem Licht (377 Lux in einer Entfernung von 50 cm), um das Wachsein zu unterstützen und die Störung des circadianen Rhythmus zu reduzieren. Bei den meisten (87%) habe sich der Rhythmus dem Marstag angepasst.

Die meisten der Versuchspersonen, die jeweils vier Tage arbeiteten und zwei Tage frei hatten, machten, wie angeraten, zwischendurch ein Nickerchen von durchschnittlich einer Stunde und schalteten das blaue Licht unterschiedlich lange an, z.B. weil sie sich bewegen mussten, 3 Personen konnten sie aufgrund ihrer Tätigkeit nicht verwenden, 2 davon passten sich dennoch dem Marstag an. Wenn die Arbeitszeit mit dem Marstag synchronisiert wurde, schliefen die Versuchspersonen durchschnittlich 5.98±0.94 Stunden, was auch durch Urinmessungen bestätigt wurde. Wenn dies nicht der Fall war, sank die Schlafdauer auf 4.91±1.22 Stunden und stieg die Müdigkeit an. Nicht geklappt hat das Programm bei denjenigen, die während der Zeit reisen mussten, wodurch die erneute Anpassung an die Marszeit scheiterte, zwei Versuchspersonen konnten sich nicht anpassen und hingen am irdischen circadianen Rhythmus fest. Letztlich konnte der Grund für die erfolgreiche Anpassung nicht durch die Studie festgestellt werden, das Licht sei wohl wichtig, die Wissenschaftler können aber auch einen Placebo-Effekt durch ausgiebige Betreuung nicht ausschließen. Überdies können sich viele Umweltfaktoren wie das Wissen um die Tageszeit, Lebensstil, Kommunikation, Sport etc. das circadiane System beeinflussen. Zudem war die Untersuchungszeit ziemlich knapp, bei einer Marsmission und erst recht bei einem längerem Aufenthalt auf dem Mars wäre die Frage, ob sich diese Methode, letztlich die zusätzliche Lichtquelle, auch über Jahre erfolgreich auswirken würde. Kann man durch äußere Lichteinwirkung dauerhaft den circadianen Rhythmus ohne Folgen umschalten? Marsmissionen würden jedenfalls, um die Gesundheit der Astronauten zu gewährleisten und Risiken durch menschliches Versagen zu vermeiden, ein "integriertes Fatigue-Management-Programm mit angemessenen Gegenmaßnahmen benötigen, um vermeidbare und potientiell katastrophale, mit Ermüdung zusammenhängende Irrtümer zu vermeiden". Aber natürlich denken die Wissenschaftler nicht nur Astronauten, die Richtung Mars unterwegs sind, sondern auch ganz irdisch an Menschen, die hier "mit ungewohnten Tageslängen wie U-Boot-Besatzungen arbeiten, die traditionell einen 18-Stunden-Tag gelebt haben".

http://www.heise.de/tp/artikel/37/37728/1.html