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Biologie- und Medizinlabor
Funktion:
Herstellung medizinischer Erzeugnisse
Durchführung biologischer Experimente
Entwicklung medizinischer Erzeugnisse
Durchführung weiterer medizinischer Forschungsprojekte
Im Freizeit- und Fitnessmodul machst Du Deine täglichen Übungen, aber Du mußt während des drei- oder sechsmonatigen Aufenthalts auch regelmäßig ins biomedizinische Labor zum medizinischen Check-up. Diese Untersuchungen dienen nicht nur Deiner eigenen Gesundheit, sondern sind auch Bestandteil aktueller Untersuchungen zu den Auswirkungen langfristiger Aufenthalte im Weltraum.
Neben der Schwerelosigkeit wirst Du auch einer gewissen Strahlung ausgesetzt sein, mit der Du auf der Erde nicht in Kontakt kommen würdest. Es werden Experimente durchgeführt, um zu erkunden, was mit lebenden Organismen im Weltraum geschieht, um für zukünftige Raumfahrer ernsthafte, unwiderrufliche und gefährliche Auswirkungen zu vermeiden.
Dieses Bild stammt von der Skylab 4 Übungsmission vor dem Start. Gerald Carr betätigt sich - als Teil der Tests vor dem Start - während eines Experimentes zur Messung der Körpermasse auf dem Fahrradergometer.
© Foto: NASA
Projekt:
Physiologische Auswirkungen der Schwerkraft
Man kann Schwerelosigkeit im All am besten durch längere Bettruhe nachempfinden. Langzeitpatienten leiden unter der Schwächung ihrer Muskeln und einer leichten Schwächung der Knochen, weil sie nicht gegen die Schwerkraft arbeiten müssen. Astronauten können im All tatsächlich ein bisschen wachsen. Dies kann einem auch passieren, wenn man eine Nacht lang geschlafen hat, weil man liegt. Miß Deine Größe genau bevor Du ins Bett gehst und noch einmal, direkt nach dem Aufstehen.
Bist Du größer als vorher?
Welcher Teil Deines Skeletts zieht sich zusammen, damit Du wieder Deine normale Größe erreichst?
Mikrogravität und Medizin
Die biomedizinische Einrichtung der Raumstation wird die produktivste sein. Hunderte, wenn nicht sogar Tausende neuer medizinischer Erzeugnisse könnten unter Mikrogravität entwickelt werden. Interferon, mit seiner Vielzahl wichtiger, medizinischer Anwendungsmöglichkeiten, ist z.B. ein solches Erzeugnis, das durch die Herstellungsverfahren im Weltraum ermöglicht wurde.
Die meisten biologischen Prozesse finden in flüssiger Form statt und bestehen im Grunde genommen aus komplexen chemischen Vorgängen. Damit bei zwei Chemikalien eine Reaktion stattfinden kann, müssen sie irgendwie miteinander in Berührung kommen. Dies ist jedoch unter Schwerkraft häufig nicht so einfach, da viele Flüssigkeiten verschiedener Dichte sich nicht verbinden, sondern voneinander absetzen – die schweren Flüssigkeiten sinken nach unten, die leichteren schwimmen oben auf. Derselbe Prozeß findet statt, wenn sich sehr kleine Partikel – z.B. winzige biologische Zellen – in der Flüssigkeit befinden. Dies nennt man Suspension von Flüssigkeiten.
Auch hier verbinden sich die Partikel aufgrund ihrer unterschiedlichen Dichte nicht. Die mit der größten Dichte sinken wieder nach unten. Zellen mit verschiedener Dichte sind natürlich meist auch unterschiedliche Zelltypen. Wenn man nun aber all diese verschiedenen Typen zusammen mischen wollte, so daß sie sich verbinden und miteinander reagieren könnten? Solange sie sich innerhalb der Flüssigkeit auf verschiedenen Ebenen befinden, funktioniert dies nicht.
Auf der Erde kann man solche Suspensionen schütteln oder verrühren, aber das Ergebnis wird wahrscheinlich nicht so zufriedenstellend sein, als wenn man die Suspension unter Mikrogravität stattfinden läßt. Das Schütteln bringt sie zwar in Berührung, aber nicht lange genug, als daß eine biologische Interaktion einsetzen würde.
Im Weltraum würden sich die Zellen nicht derart isolieren und man könnte die biologischen Reaktionen viel leichter und schneller stattfinden lassen.
Unter Mikrogravität ließe sich die Herstellung vieler neuer medizinischer Erzeugnisse verwirklichen und die Produktion bekannter Mittel beschleunigen.
Projekt:
Isolierung und Verbindung von Flüssigkeiten
Besorg’ Dir ein Glasgefäß und fülle es mit Wasser. Füge etwas Speiseöl hinzu. Was siehst Du? Das Öl schwimmt auf dem Wasser. Nun schüttle das Glas.
Was geschieht?
Vermischen sich Wasser und Öl?
Ja. Aber was passiert, wenn Du das Glas wieder stehen läßt?
Das Öl setzt sich vom Wasser ab und schwimmt wieder oben auf. Versuch’s.
  
1) Das Öl schwimmt auf dem Wasser. 2) Wenn Du kräftig schüttelst, vermischt sich beides. 3) Die Flüssigkeiten setzen sich jedoch bald wieder voneinander ab – nach nur 10 Sek. 4) Nach einer Weile sind sie wieder völlig voneinander getrennt.
Die einfache Erklärung hierfür lautet, daß Öl leichter ist als Wasser und deshalb oben schwimmt – genau wie ein Stück Holz auch auf Wasser schwimmt.
Was könntest Du tun, um beide Flüssigkeiten miteinander zu vermischen und diesen Zustand zu erhalten?
Wenn man dasselbe Experiment in der Raumstation durchführt, sollten die beiden Flüssigkeiten vermischt bleiben. Zuerst wird die Flüssigkeit im Glas noch eine Weile herumschwappen, aber nach einiger Zeit, wird sie einen oder mehrere Tropfen bilden.
Wenn man sie wieder trennen will, muß man sie nur ein wenig der Schwerkraft aussetzen. Künstliche Schwerkraft kann erzeugt werden, indem man das Glas sehr schnell dreht. In unserem Labor in der Raumstation haben wir hierfür eine Apparatur, die Zentrifuge heißt. Ähnliche Geräte werden auch häufig auf der Erde verwendet und gehören zur Ausrüstung vieler Schullabore.
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Raumstation 2020 
