IVC setzt Forschung in der Mikrogravitation fort

Donnerstag, 19. November 2020
ID: 
026/02ivc/11-2020
Wissenschaftler des Instituts für Visual Computing (IVC) der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS) führten in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) eine weitere Experimentserie zur Selbstwahrnehmung in Schwerelosigkeit durch.
Probanden und Operatoren (2. von rechts: Nils Bury/H-BRS) während der Vortests. Foto: Nils Bury
Probanden und Operatoren (2. von rechts: Nils Bury/H-BRS) während der Vortests. Foto: Nils Bury

Um einen Zustand annähernder Schwerelosigkeit (Mikrogravitation) zu erreichen, reisten die Forscher nicht in den Weltraum, sondern zum Flughafen Paderborn/Lippstadt. Dort bestiegen sie die „Air Zero G“-Maschine, ein Flugzeug, das von Novespace speziell für Forschungszwecke betrieben wird. Diese Flüge wurden von der ESA im Rahmen der 73. ESA-Parabelflugkampagne zur Verfügung gestellt. Das Flugzeug fliegt kontrollierte Sturzflüge, so genannte Parabelflüge, die kurzzeitig einen Zustand annähernder Schwerelosigkeit erreichen.

Was wird erforscht?

Astronauten berichten wiederholt von einer Sinneswahrnehmung, die als Vektion bezeichnet wird: Sie haben das Gefühl, sich zu bewegen, obwohl sie sich in Wirklichkeit nicht bewegt haben, oder die wahrgenommene Bewegung entspricht nicht der tatsächlichen. Ein ähnlicher Eindruck entsteht, wenn wir vom Zugfenster aus einen fahrenden Zug auf dem Nachbargleis beobachten: Wir nehmen fälschlicherweise an, dass wir selbst in Bewegung sind.

Versuchsleiterin Sandra Felsner mit Probanden während der Hyper-g-Phase. Die Probanden tragen Head-mounted displays (HMD)/VR-Brillen. Foto: Nils Bury
Versuchsleiterin Sandra Felsner mit Probanden während der Hyper-g-Phase. Die Probanden tragen Head-mounted displays (HMD)/VR-Brillen. Foto: Nils Bury

Der Versuchsaufbau

Während des Fluges liegen die Testteilnehmer auf dem Boden und tragen eine Virtual-Reality-Brille. Das Display der Brille zeigt ihnen einen langen Korridor mit einer Zielmarkierung, die in verschiedenen Entfernungen kurz auftaucht. Die Teilnehmer bewegen sich dann im virtuellen Raum entlang des Korridors und werden aufgefordert anzugeben, wann sie die zuvor gesehene Zielmarke erreicht haben.

Die Tests werden bei jeder Person zu verschiedenen Zeiten durchgeführt: vor dem Flug, in einem Zustand der Schwerelosigkeit, in einem Zustand erhöhter Schwerkraft und nach dem Flug. In der ersten Novemberwoche durchliefen insgesamt sechs Personen die Testreihe. Weitere 18 werden folgen.

Das Projekt

Die Versuchsreihe „SMUG – Self-Motion under Varying States of Gravity“ ist Teil einer langfristigen Forschungskooperation zwischen dem Institute of Visual Computing an der H-BRS und dem Centre for Vision Research der Partneruniversität York University in Toronto (Kanada). Seitens des IVC waren Prof. Dr. Rainer Herpers sowie die wissenschaftlichen Mitarbeiter Sandra Felsner und Dr. Nils Bury vor Ort in Ostwestfalen. Die kanadischen Partner durften wegen der Coronapandemie nicht reisen.

Eine ähnliche Versuchsanordnung wird auch mit Astronauten auf der Internationalen Raumstation (ISS) im Rahmen des übergeordneten Projekts Vection erprobt. Diese Studie wird bis 2022 laufen. Das Team freut sich, dass die nächste Serie von Flügen bereits für Anfang Dezember geplant und genehmigt wurde. Diesmal werden die Tests in Mikrogravitation und in Gravitationszuständen durchgeführt, die jeweils denen auf dem Mars und dem Mond entsprechen.

Was ist der Zweck der Tests?

Anhand der Testergebnisse sollen Methoden entwickelt werden, die es den Astronauten ermöglichen, sich in der Schwerelosigkeit sicherer zu bewegen, um Unfälle oder technische Schäden im Weltraum zu vermeiden. Sie könnten in Zukunft auch helfen, kleinere Raumschiffe sicher auf dem Mond oder einem anderen Planeten zu landen.

Darüber hinaus wird diese Forschung zum allgemeinen Verständnis der Wahrnehmung von Selbstbewegung beitragen und könnte helfen, die Gründe und möglicherweise auch Behandlungsansätze für ältere Menschen zu identifizieren, die dazu neigen, bei Orientierungslosigkeit zu stürzen.