Ein mathematisches Modell aus dem Jahr 2020 prognostiziert erhebliche Knochendichteverluste für Astronauten während langer Marsmissionen. Die Studie basiert auf Daten von 69 Astronauten nach Raumflügen von 132 bis 228 Tagen Dauer.
Extrapolation auf Marsmissionen
Für die Untersuchung wurden Messwerte der Knochendichte im Femurhalsbereich ausgewertet. Dieser Knochenbereich verbindet den Oberschenkelkopf mit dem Schaft und ist normalerweise durch Stehen und Bewegung belastet. In Schwerelosigkeit verringert sich diese Belastung deutlich.
Die Forscher extrapolierten die Kurve auf Missionsprofile von 400 bis 1.200 Tagen. Dabei verwendeten sie ein nichtlineares Modell, das gegen ein Plateau von 69 Prozent Knochendichteverlust konvergiert. Diese Annahme stützt sich auf terrestrische Daten aus Langzeit-Bettruhe und Rückenmarksverletzungen.
Zwei Missionsprofile im Vergleich
Die Studie untersuchte zwei Missionsvarianten:
- Kurzmissionen (400-600 Tage): prognostizierter Knochendichteverlust von 15,6 bis 22 Prozent
- Langmissionen (1.000-1.200 Tage): prognostizierter Verlust von 32,4 bis 36,8 Prozent
Bei der längeren Variante würden laut Modell alle Astronauten in den osteopenischen Bereich fallen, etwa ein Drittel könnte Osteoporose entwickeln. Diese Prognosen gelten unter der Annahme, dass keine wirksamen Gegenmaßnahmen ergriffen werden.
Die Studie berücksichtigte nicht das seit 2009 auf der ISS eingesetzte Advanced Resistive Exercise Device (ARED), das mit schweren Widerständen arbeitet. Auch andere Gegenmaßnahmen wie Medikamente oder spezielle Ernährung wurden nicht modelliert.
Die Marsgravitation beträgt etwa 38 Prozent der Erdgravitation. Unklar bleibt, ob dieser Wert ausreicht, um den Knochenabbau zu stabilisieren oder ob der Verlust weiter fortschreiten würde.
- Quelle: PLOS One (Januar 2020), Studie von NASA Ames und Stanford
- Datenbasis: Knochendichtemessungen von 69 Astronauten