Wann sollte man schlafen, wenn die Sonne 16 Mal am Tag aufgeht? Das Dilemma der Astronauten

Von den Beobachtungsfenstern des Cupola-Moduls der Internationalen Raumstation aus können Astronauten den Sonnenaufgang über der Erde beobachten und weniger als eine Stunde später erneut miterleben. Das ist weder eine Metapher noch eine Übertreibung: Die Station umkreist den Planeten alle 92 Minuten einmal. Daher erleben die Bewohner an Bord im Durchschnitt täglich 16 Sonnenaufgänge und 16 Sonnenuntergänge.

Auf den ersten Blick wirkt das Leben in der Schwerelosigkeit fast magisch, als ob die üblichen Regeln der Erde hier keine Gültigkeit mehr hätten. In Wirklichkeit ist das Gegenteil der Fall: Alles an Bord der ISS ist sorgfältig geregelt, um zu verhindern, dass der menschliche Körper in einer Umgebung zu kämpfen hat, für die er nicht geschaffen ist.

Die Zeitzone, die niemand auf der Erde nutzt

Innerhalb der Station gibt es keine „Ortszeit“. Die Astronauten richten sich nach der koordinierten Weltzeit (UTC), dem gleichen System, das auch von Fluglotsen und astronomischen Observatorien verwendet wird. Unabhängig davon, ob sie aus den Vereinigten Staaten, Kasachstan oder Japan gestartet sind, stimmen alle ihre Tagesabläufe auf dieselbe Uhr ab.

Jeder Tag ist bis ins Detail durchgeplant. Es gibt feste Zeiten für das Aufstehen, die Arbeit, Sport, die Mahlzeiten und das Schlafengehen. Was wie ein Büro-Stundenplan aussieht, ist in Wirklichkeit ein Mittel zum Überleben.

Der menschliche Körper benötigt regelmäßige Abwechselung von Licht und Dunkelheit, um eine stabile innere Uhr aufrechtzuerhalten. Auf der Erde wird dieser Mechanismus durch Sonnenaufgang und Sonnenuntergang gesteuert. Im Weltraum, wo alle 90 Minuten eine neue Morgendämmerung einsetzt, gerät dieses System schnell aus dem Gleichgewicht.

Die Auswirkungen zeigen sich schnell: Veränderungen in der Melatoninproduktion, Schwankungen der Körpertemperatur, geistige Erschöpfung und Konzentrationsschwäche. Forscher haben jahrelang untersucht, wie sich der Tagesrhythmus von Astronauten in Echtzeit überwachen lässt, um festzustellen, ob ihr Körper weiterhin auf den künstlichen Tag-Nacht-Zyklus der Station reagiert.

Licht als Medizin

Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, wurde das Beleuchtungssystem der ISS fast wie eine medizinische Behandlung konzipiert. LED-Paneele passen sowohl die Farbe als auch die Helligkeit je nach Tageszeit an.

Am „Vormittag“ tragen bläuliche Farbtöne dazu bei, die Wachsamkeit aufrechtzuerhalten. Nachts wird die Beleuchtung wärmer und gedämpfter, um den Schlaf zu fördern. Konkret erhalten Astronauten eine tägliche „Dosis Photonen“, die das Gehirn davon überzeugen soll, dass es sich noch immer auf der Erde befindet.

Die Bedeutung dieses Systems geht weit über den Komfort hinaus. Menschliches Versagen im Orbit kann fatale Folgen haben. Die Schlafqualität wirkt sich unmittelbar auf komplexe Aufgaben wie die Steuerung von Roboterarmen, die Durchführung von Weltraumspaziergängen oder das Andocken von Frachtraumfahrzeugen aus.

Schlafen, während man schwebt und an einer Wand festgeschnallt ist

Auch das Schlafen erfordert technische Lösungen. Jeder Astronaut verfügt über eine kleine private Kabine, die einer Telefonzelle ähnelt, in der er in einem an der Wand befestigten Schlafsack schläft.

Das dient nicht nur der Bequemlichkeit. In der Schwerelosigkeit würde eine nicht gesicherte Person durch die Station treiben, mit Geräten zusammenstoßen oder Durchgänge versperren.

Es gibt noch eine weitere, weniger bekannte Herausforderung: Kohlendioxid. Ohne Schwerkraft verteilt sich die ausgeatmete Luft nicht auf natürliche Weise. Sie kann sich während des Schlafs um den Kopf eines Astronauten ansammeln. Aus diesem Grund ist jede Schlafkabine mit Ventilatoren ausgestattet, die für Luftzirkulation sorgen und Atemwegsrisiken verringern.

Dennoch schlafen die meisten Besatzungsmitglieder weniger als empfohlen. Studien zum Schlafmangel zeigen, dass Menschen dessen Auswirkungen auf die kognitive Leistungsfähigkeit oft unterschätzen. Das Gleiche gilt an Bord der ISS: Viele Astronauten glauben, dass sie normal funktionieren, bis objektive Messungen zunehmend verlangsamte Reaktionszeiten aufzeigen.

Wie betet man, wenn die Sonne 16 Mal am Tag aufgeht?

Die Herausforderungen sind nicht nur biologischer Natur. Es treten auch unerwartete kulturelle und religiöse Probleme auf.

Die Antwort ergab sich aus Beratungen zwischen Wissenschaftlern und islamischen Religionsgelehrten. Man kam überein, dass die Gebete sich nach dem Zeitplan des Startplatzes richten sollten und nicht nach dem Umlaufzyklus. Die Richtung nach Mekka könne „so gut wie möglich“ geschätzt werden, wobei die spirituelle Absicht Vorrang vor exakter geometrischer Präzision habe.

Andere Glaubensrichtungen standen vor ähnlichen Fragen. Jüdische Astronauten mussten entscheiden, welcher Sonnenuntergang den Beginn des Sabbats markiert, während orthodoxe Kosmonauten traditionelle religiöse Bräuche an die Zeit im Orbit angepasst haben.

Die unerwartete Bedeutung von Geburtstagen

Im Laufe der Zeit erkannten die Raumfahrtbehörden, dass Feste nicht nur der Unterhaltung dienen. Geburtstage, Weihnachten, das Mondneujahr und Diwali helfen den Besatzungen dabei, ein normales Zeitgefühl zu bewahren.

Ohne solche Rituale könnten sich sechs Monate im Orbit wie ein einziger endloser Tag anfühlen.

Aus diesem Grund befördern Frachtraumschiffe oft kleine Geschenke, Dekorationsartikel und sogar rehydrierbare Kuchen. Alles muss strengen Sicherheitsvorschriften entsprechen und mit Klettverschlüssen gesichert werden, damit es nicht in der Station herumschwebt.

Das menschlichste Experiment im Weltraum

Nach mehr als 25 Jahren ununterbrochener Besetzung hat die ISS gezeigt, dass sich Menschen an die Schwerelosigkeit, an recycelte Luft und an monatelange Isolation anpassen können. Was sie jedoch nicht aufgeben können, ist ihr Bedürfnis, ihre Zeit zu strukturieren.

Künstliche Beleuchtung, Kalender, Routinen und sogar Geburtstagsfeiern dienen als psychologische Anker. Auf einer Station, die sich mit 28.000 Kilometern pro Stunde fortbewegt und täglich 16 Sonnenaufgänge erlebt, ist die Menschheit nach wie vor auf etwas bemerkenswert Einfaches angewiesen: die gemeinsame Vereinbarung, wann ein neuer Tag beginnt.