Innovatives Raumfahrttraining: DFKI und Universität Duisburg-Essen setzen Exoskelett-Experiment bei der 44. DLR-Parabelflugkampagne fort
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Bislang zählen Parabelflüge und Unterwassersimulationen zu den wenigen Methoden, mit denen sich die besonderen Herausforderungen der Schwerelosigkeit auf der Erde trainieren lassen. Forschende des DFKI Robotics Innovation Center in Bremen und des Lehrstuhls Systeme der Medizintechnik an der Universität Duisburg-Essen (UDE) erforschen derzeit jedoch eine kosteneffizientere Alternative. Im Rahmen des INNOSpace-Netzwerks Space2Health – einer Initiative der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) – entwickeln sie einen innovativen Ansatz zur Simulation von Mikrogravitation mithilfe eines robotischen Exoskeletts.
Das am DFKI entwickelte aktive Exoskelett kompensiert gezielt das Eigengewicht der Arme. Dadurch entsteht ein Bewegungsgefühl, das dem in Schwerelosigkeit oder in geringer Gravitation – etwa auf Mond oder Mars – ähnelt. Mithilfe eines solchen Systems könnten Raumfahrende zukünftig bereits am Boden das Gefühl der Schwerelosigkeit erleben und feinmotorische Bewegungen für Weltraummissionen trainieren.
© DFKITeilnahme an der 44. DLR-Parabelflugkampagne
Um die Auswirkungen der simulierten Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper mit der realen Schwerelosigkeit zu vergleichen, nahm das Team bereits 2024 an der 42. DLR-Parabelflugkampagne in Bordeaux, Frankreich, teil. Parabelflüge sind spezielle Flugmanöver, bei denen das Flugzeug parabelförmig auf- und absteigt und dabei kurzzeitig Mikrogravitation erzeugt. Forschungsteams aus der ganzen Welt nutzen diese Gelegenheit, um Versuche in echter Schwerelosigkeit durchzuführen.
Die während der ersten Kampagne erhobenen Daten waren vielversprechend, jedoch noch nicht ausreichend für aussagekräftige Ergebnisse. Daher haben sich die Forschenden im Rahmen des aktuellen Projekts MikroBeM erneut um einen Platz im Airbus A310 Zero G der Firma Novespace beworben. Mit Erfolg: Vom 8. bis 13. Juni 2025 wird das Team nun die Möglichkeit haben, das Experiment bei der 44. Parabelflugkampagne des DLR fortzusetzen.
© DFKI, Jimmy Dao Sheng LiuTrainingsphase im Labor und Parabelflüge zur Validierung
Die Vorbereitungen für die Kampagne begannen bereits Ende Februar mit einer intensiven Trainingsphase im Labor. Mithilfe des aktiven Exoskeletts trainieren Testpersonen in Bremen und Duisburg über mehrere Wochen eine feinmotorische Aufgabe. EEG- und EMG-Messungen zeichnen dabei die neuronalen und muskulären Reaktionen auf die simulierte Mikrogravitation auf.
Während der insgesamt drei Parabelflüge absolvieren alle Testpersonen – sowohl die trainierte Gruppe als auch eine untrainierte Kontrollgruppe – die gleiche Aufgabe erneut, diesmal jedoch mit einem passiven Exoskelett. Dafür stehen ihnen nur sehr kurze Zeitfenster zur Verfügung: Während jeder Parabel herrscht im Flugzeug für etwa 22 Sekunden Schwerelosigkeit – insgesamt 31 Mal pro Flug. Die Auswertung der erhobenen Daten wird schließlich zeigen, wie sich das vorherige Training in simulierter Schwerelosigkeit auf die Leistung in echter Schwerelosigkeit auswirkt.
© NovespaceForschung für die Zukunft der Raumfahrt
Die langfristige Vision der Forschenden ist die Entwicklung eines standardisierten Trainingssystems für die Raumfahrt. Darüber hinaus eröffnen sich Einsatzmöglichkeiten in Medizin, Robotik und Rehabilitation. Die Ergebnisse der Parabelflugkampagne 2025 könnten damit nicht nur zur Vorbereitung künftiger Raumfahrtmissionen beitragen, sondern auch technologische Impulse weit über die Raumfahrt hinaus liefern.
Kontakt:
Marc Tabie, M.Sc.
- Marc.Tabie@dfki.de
- Tel.: +49 421 17845 6622
Prof. Dr. Elsa Andrea Kirchner
- Elsa.Kirchner@dfki.de
- Tel.: +49 421 17845 4113