Fünf Tage unter Wasser: Was ein Meereslabor über das Leben im All verrät

Einfach erklärt

Vier Menschen lebten fünf Tage lang in einem kleinen Labor unter Wasser. Sie testeten, wie sich die Arbeit in einem engen, lauten und abgeschlossenen Zuhause anfühlt, und untersuchten unter anderem die Reaktionsfähigkeit und das Wachstum von Samen. Das macht sie nicht zu Astronauten, kann aber helfen, Menschen und Technik auf lange Missionen vorzubereiten.

Sieben Meter unter der Wasseroberfläche, vor der Küste von Key Largo in Florida, verbrachte das Team SEA STAR fünf Tage in einem Meereslabor – fern vom Tageslicht und vom gewohnten Alltag. Die Mission führte nicht ins Weltall. Sie sollte vielmehr einige Herausforderungen nachstellen, die auch bei der Arbeit auf einer Raumstation auftreten: wenig Platz, ständig laufende Lebenserhaltungssysteme, mehrere wissenschaftliche Aufgaben und die Notwendigkeit, als Team gut zusammenzuarbeiten. Die Experimente befassten sich mit der Leistungsfähigkeit des Menschen unter Belastung, dem Wachstum von Gemüsesamen und den Bedingungen in der unmittelbaren Umgebung.

Ein kleines Labor unter der Meeresoberfläche

Als Unterkunft diente die Jules‘ Undersea Lodge nahe Key Largo im US-Bundesstaat Florida. Sie liegt rund 22 Fuß (etwa sieben Meter) unter der Wasseroberfläche. Die Besatzung blieb fünf Tage am Stück in dem Unterwasserhabitat und tauchte während dieser Zeit nicht an die Oberfläche. Damit galten die Teammitglieder als Aquanauten: So nennt man Menschen, die sich unter Wasser länger als 24 Stunden unter Bedingungen des Sättigungstauchens aufhalten.

Mit „Sättigung“ ist nicht gemeint, dass der Körper Wasser aufnimmt. Der Begriff beschreibt vielmehr einen Zustand, der mit dem Atmen unter erhöhtem Druck zusammenhängt. Hält sich ein Mensch lange genug in einer unter Druck stehenden Unterwasserumgebung auf, nehmen seine Körpergewebe ein inertes Gas wie Stickstoff auf. Wie viel davon aufgenommen wird, hängt von Druck und Tiefe ab. Die Rückkehr an die Oberfläche ist deshalb nicht einfach ein kurzer Aufstieg: Der Körper muss sich an den niedrigeren Druck anpassen, und mögliche Dekompressionsprobleme erfordern besondere Vorsicht.

Im Labor war das Team von einer grünen Unterwasserwelt umgeben. Lebenserhaltungssysteme sorgten dafür, dass die Besatzung dort bleiben konnte. Ihr dauernder Betrieb brachte allerdings auch anhaltenden Lärm mit sich. Hinzu kamen ganz praktische Schwierigkeiten, etwa Probleme mit der Toilette und gesundheitliche Sorgen, die mit dem Aufenthalt unter Druck verbunden waren. Bei Tauchgängen außerhalb des Labors, die die Teammitglieder mit Weltraumspaziergängen verglichen, war besondere Aufmerksamkeit nötig: Unter Wasser war die Sicht nicht immer klar.

Eine nützliche Simulation – aber kein Ersatz fürs Weltall

Solche Einsätze werden als analoge Weltraummissionen oder Weltraumsimulationen bezeichnet. Dabei versuchen Forschende auf der Erde, einzelne Aspekte einer Raumfahrtmission nachzustellen – nicht die Bedingungen im All insgesamt. Ein Meereslabor ist keine Raumstation, und die Taucherinnen und Taucher erleben dort weder Schwerelosigkeit noch das Vakuum des Weltraums. Dennoch lässt sich in einem abgeschotteten Habitat erproben, wie ein Team zusammenarbeitet, wie es seine Aufgaben bewältigt und wie selbstständig es handeln kann.

Solche Umgebungen sind auch deshalb interessant, weil sich dort wissenschaftliche Projekte durchführen lassen, ohne dafür ein Team zur Internationalen Raumstation zu schicken. Dort sind die Zahl der Besatzungsmitglieder, die verfügbare Zeit und die möglichen Aktivitäten begrenzt. Unterwasserstationen können dagegen als praktische Orte für Training und vorbereitende Experimente dienen. Die Ergebnisse einer Simulation gelten allerdings immer nur im Rahmen der untersuchten Bedingungen: Sie können neue Fragen aufwerfen oder Schwierigkeiten sichtbar machen, beweisen aber nicht automatisch, dass Menschen im Weltraum genauso reagieren würden.

Die Mission leitete die Astrobiologin und Entdeckerin Michaela Musilova als Kommandantin. Zuvor hatte sie bereits 40 analoge Weltraummissionen zum Mond und zum Mars geführt. Auch die übrigen Mitglieder von SEA STAR waren erfahren im Tauchen und mit Simulationsmissionen. Das habe dazu beigetragen, dass alles vergleichsweise reibungslos verlaufen sei, sagte Musilova. Die Aufgaben der Besatzung umfassten sowohl die wissenschaftliche Arbeit als auch den Alltag im Habitat. Dabei mussten alle ständig miteinander kooperieren – in einer Umgebung, die sich nicht ohne Weiteres verlassen ließ.

Verändern sich Konzentration und Reaktionszeit unter Druck?

Eines von Musilovas Projekten widmete sich einer praktischen Frage für lange Missionen: Verändern sich die geistigen Fähigkeiten und die Reaktionsgeschwindigkeit, wenn Menschen unter anderen Umweltbedingungen leben und arbeiten? Die Untersuchung entstand in Zusammenarbeit mit dem Center for Hyperbaric Medicine, der Medizinischen Fakultät der University of Ostrava und dem Ostrava City Hospital in Tschechien. Ziel war es, die Besatzungsmitglieder bei kognitiven Tests zu beobachten und ihre Reaktionszeiten während der Mission zu messen.

Die Teammitglieder hatten den Eindruck, während ihres Aufenthalts langsamer zu reagieren als zuvor. Das ist eine Beobachtung aus dem Versuch, aber kein veröffentlichtes zahlenmäßiges Ergebnis in den vorliegenden Informationen. Es fehlen Angaben dazu, wie viele Personen an den Tests teilnahmen, wie groß die Veränderung war und ob eine statistische Auswertung durchgeführt wurde. Die Beobachtung ist daher als erster Hinweis aus einer kurzen Simulation zu verstehen – nicht als eindeutiger Beleg dafür, dass der erhöhte Druck allein das Denken verlangsamt.

Bei der Planung langer Missionen ist diese Frage besonders wichtig. In einem abgeschiedenen Habitat hängt die Arbeit davon ab, aufmerksam zu bleiben, Entscheidungen zu treffen und auf alltägliche Situationen angemessen zu reagieren. Im Unterwasserlabor wirkte jedoch nicht nur der Druck auf die Besatzung: Auch die beengten Verhältnisse, der dauerhafte Lärm, die wissenschaftlichen Aufgaben und die nötige Aufmerksamkeit für die Sicherheit spielten eine Rolle. Um Veränderungen der Leistungsfähigkeit zu erklären, muss deshalb die gesamte Umgebung betrachtet werden. Einzelne Einflüsse lassen sich nicht ohne entsprechende Messungen voneinander trennen.

Gemüsesamen im wechselnden Druck

Ein weiteres Projekt untersuchte, wie Samen auf Druckveränderungen beim Transport in das Unterwasserhabitat reagieren. Brandi Nunez, die für Gesundheit und Sicherheit zuständig war, bereitete Samen von Grünkohl und einer Mischung aus jungem Salatgemüse vor. Einige ließ sie vor Beginn der Mission keimen, andere begannen erst unter Wasser zu wachsen. Verglichen wurden Gruppen, die unter unterschiedlichen Bedingungen transportiert worden waren: bei einer schrittweisen Druckveränderung und bei einem plötzlichen Druckwechsel während des Abstiegs zum Habitat.

Nach der Ernte entdeckte das Team Anzeichen für Schäden bei den Samen, die dem plötzlichen Wechsel ausgesetzt gewesen waren. Solche Schäden werden mitunter als Druckschäden bezeichnet und stehen mit einer raschen Veränderung des Luftdrucks in Verbindung. Die Beobachtung macht deutlich, dass es darauf ankommen kann, wie lebendes Material in ein Habitat unter Druck gebracht wird – selbst wenn sich die Gruppen nur durch den Transportweg unterscheiden. Die vorliegenden Informationen nennen jedoch weder die Anzahl der Samen noch Keimraten oder genaue Schadensmessungen. Wie groß der Effekt war und ob er sich auf andere Pflanzenarten übertragen lässt, bleibt daher offen.

Das Ziel war nicht, in der Station eine große Ernte anzubauen. Vielmehr sollte untersucht werden, wie sich kleine Pflanzen in einem vergleichsweise kontrollierten Versuch verhalten. Junges Gemüse wie Grünkohl und Salatmischungen eignet sich, weil sich die Entwicklung von Samen und Pflanzen in kurzer Zeit beobachten lässt. Zugleich bietet es ein konkretes Beispiel, um die Wirkung der Bedingungen in einem Habitat zu untersuchen. Solche Tests können dabei helfen, genauere Experimente zum Transport und Keimen von Pflanzen in Umgebungen zu entwickeln, die sich von den gewohnten Bedingungen an Land unterscheiden.

Sensoren, Schweben und Experimente außerhalb des Labors

Paul Bakun, der stellvertretende Kommandant, befasste sich damit, den Druck in Transportbehältern für Ausrüstung und Versorgungsgüter zu regulieren, wenn sich der Umgebungsdruck stark verändert. Jane Bint, die Missionsspezialistin, arbeitete mit Interstellar Performance Labs an einem Bewertungssystem. Damit sollen Faktoren untersucht werden, die mit der Umwelt und dem Zusammenspiel der Besatzungsmitglieder bei simulierten Missionen zusammenhängen. Die unterschiedlichen Aufgaben zeigen: Die Station war nicht nur Schauplatz eines einzelnen Experiments, sondern bot die Möglichkeit, verschiedene Aspekte des Alltagsbetriebs zu erproben.

Bei Tauchgängen außerhalb des Labors testete das Team den neutralen Auftrieb. Dabei wird die Bewegung des Körpers so eingestellt, dass man im Wasser weder leicht nach oben steigt noch absinkt. Außerdem prüften die Teammitglieder Umweltsensoren, die Schülerinnen und Schüler sowie Studierende an Schulen und Universitäten in der Slowakei entwickelt hatten. Die Sensoren lieferten zusätzliche Informationen über die Bedingungen im Habitat und unterstützten das Projekt zur geistigen Leistungsfähigkeit. Für Arbeiten zum Schutz der Umgebung der Jules‘ Undersea Lodge setzte das Team außerdem ein Unterwasser-Sauggerät ein.

Auch der Austausch mit anderen gehörte zur Mission. Die Besatzung nahm Kontakt zu einem Team in einer simulierten Raumstation namens Cosmic Region in der Slowakei auf und zeigte ihm das Unterwasserhabitat. Während des Gesprächs gingen einige Teammitglieder ins Wasser und führten einen Tauchgang vor, um zu veranschaulichen, wie die Arbeit außerhalb des Labors aussieht. So verband die Mission wissenschaftliche Beobachtungen und Gerätetests mit Einblicken in den Alltag einer Unterwasserstation.

Der Weg zurück an die Oberfläche braucht Planung

Nach fünf Tagen zogen die Besatzungsmitglieder ein letztes Mal ihre Tauchausrüstung an und verließen das Labor. Sie stiegen nicht direkt zur Oberfläche auf, sondern wählten einen längeren Weg um die Lagune. So sollte sich ihr Körper an den sinkenden Druck anpassen können. Obwohl das Habitat nur etwa 22 Fuß tief lag, bestand nach dem Aufenthalt im Sättigungszustand weiterhin ein Risiko für Dekompressionsprobleme. Die Rückkehr musste deshalb schrittweise und mit Vorsicht erfolgen.

Der Aufstieg beendete eine Mission, bei der sich das Team erst an ein geschlossenes Habitat gewöhnt hatte und anschließend wieder ins Freie zurückkehrte. Die Besatzung konnte frische Luft atmen und die Sonne spüren. Doch die Hitze Floridas machte es schnell unangenehm, lange in der Sonne zu bleiben. Wie Musilova es beschrieb, löste die Rückkehr widersprüchliche Gefühle aus: Einerseits freute sie sich darauf, wieder zu Hause zu sein, frisches Essen zu genießen und den gewohnten Komfort zu haben. Andererseits vermisste sie das Team und das gemeinsame Erlebnis.

Musilova beschrieb außerdem ein Gefühl, das sie den „Blick aus der Tiefe“ nannte. Es erinnere an das Gefühl, von dem manche Astronautinnen und Astronauten berichten, wenn sie die Erde aus dem Orbit als Ganzes sehen. Im Unterwasserlabor beobachtete sie, wie Sonnenstrahlen durch das Wasser drangen, obwohl sie selbst sie nicht erreichen konnte. Dadurch fühlte sich ihr Alltag zugleich nah und fern an. Es handelte sich nicht um eine wissenschaftliche Messung einer psychischen Veränderung anhand eines festgelegten Werts. Vielmehr schilderte sie, wie die Abgeschiedenheit und die Umgebung ihren Blick auf den Planeten beeinflussten – und in ihr den Wunsch stärkten, besser auf ihn aufzupassen.

Fazit

Die fünf Tage dauernde SEA-STAR-Mission in rund sieben Metern Tiefe bot eine praktische Möglichkeit, einzelne Anforderungen des Lebens und Arbeitens in einem abgeschotteten Habitat zu untersuchen. Das Team beobachtete die Reaktionsfähigkeit, prüfte Samen, die unter unterschiedlichen Druckbedingungen transportiert worden waren, und testete Sensoren, Auftrieb sowie Unterwasserausrüstung. Erste Beobachtungen deuteten darauf hin, dass die Besatzung ihre Reaktionen als langsamer wahrnahm und Samen nach einem plötzlichen Druckwechsel Schäden zeigten. Zahlen, mit denen sich diese Ergebnisse genauer bewerten ließen, liegen jedoch nicht vor. Unterwasserstationen bilden das Weltall nur teilweise nach. Trotzdem können sie wertvolle Trainings- und Testmöglichkeiten bieten – und zeigen, dass der Erfolg in extremen Umgebungen nicht nur von wissenschaftlichen Experimenten abhängt, sondern ebenso von den vielen Details des Alltags.