Shirt sammelt Daten im Weltraum

Mit dem neuen SmartTex Shirt, das das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Kooperation mit der DSI Luft- und Raumfahrttechnik, der Medizinischen Fakultät der Universität Bielefeld und dem Textilforschungspartner Hohenstein entwickelt hat, werden die Auswirkungen der Weltraumumgebung auf das menschliche Herz-Kreislauf-System untersucht .

SmartTex wird eingebaute Sensoren verwenden, um physiologische Daten von Astronauten über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk zur Erde zu übertragen. SmartTex wird im Rahmen des Wireless Compose-2 (WICO2)-Projekts von ESA-Astronaut Dr. Matthias Maurer getestet, der am 30. Oktober zu seiner sechsmonatigen Mission Cosmic Kiss zur Internationalen Raumstation (ISS) aufgebrochen ist.

Das SmartTex-Shirt soll ein kontinuierliches Bild der Vitalfunktionen von Astronauten vermitteln, die insbesondere für zukünftige langfristige bemannte Weltraummissionen zum Mond und Mars relevant sein werden. Ein zukünftiger Transfer der SmartTex-Technologie auf Fitness- und Telemedizinanwendungen wird erwartet.

„Während der vorangegangenen Spacetex- und Spacetex2-Projekte in den Jahren 2014 und 2018 haben wir wertvolle Daten zum Zusammenspiel von Körper, Kleidung und Klima unter Schwerelosigkeitsbedingungen gesammelt“, erklärt Dr. Jan Beringer, Senior Scientist bei Hohenstein. „Die Komfort- und Materialinformationen dieser Experimente mit dem ESA-Astronauten Dr. Alexander Gerst sind in das Design des neuen SmartTex-Shirts von Hohenstein eingeflossen. Sein maßgeschneidertes Hemd kann Dr. Maurer bei seiner täglichen Arbeit auf der ISS bequem tragen. Wir haben seine Messungen für die Modellentwicklung und Produktion genutzt. Auch die Sensoren, Datenprozessoren und Kommunikationsmodule haben wir in die Jacke integriert, damit sie möglichst wenig stören und unabhängig von der Tragesituation immer an der richtigen Stelle positioniert sind. Dies ist die Voraussetzung für eine zuverlässige Messung physiologischer Daten.

Puls und relativer Blutdruck

Während des Experiments BEAT (Ballistokardiography for Alien Applications and Long-Term Missions) trägt Maurer als erster Astronaut ein T-Shirt, das mit Sensoren ausgestattet ist, die seine ballistokardiographischen Daten wie Puls und relativen Blutdruck messen. Dazu wurden die Sensoren im Forschungszentrum envihab des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln kalibriert. Auch Details zur Kontraktionsgeschwindigkeit und den Öffnungs- und Schließzeiten von Herzklappen, die normalerweise nur durch Ultraschall oder CT-Scan zugänglich sind, können eingesehen werden. Um die Auswirkungen der Weltraumumgebung auf das menschliche Herz-Kreislauf-System realistisch zu untersuchen, werden vor, während und nach seinem Aufenthalt auf der ISS ballistokardiographische Daten von Maurer aufgezeichnet.

Das drahtlose Kommunikationsnetz liest die Daten der Sensoren aus und kann anhand der Laufzeiten der Funkimpulse die Position von Personen und Objekten im Raum bestimmen. Es steht auch als Plattform für mehrere Experimente auf der ISS zur Verfügung. Die Daten werden im Netzwerk zwischengespeichert und in regelmäßigen Abständen von den Astronauten ausgelesen. Diese Datenpakete werden dann über die ISS-Verbindung zur Erde übertragen und von den Forschungsteams analysiert. Über Photovoltaikzellen kann er aus künstlichen Lichtquellen seine eigene Energie erzeugen.

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