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Dienstag, 06.12.2016
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Jogging bei Mond-Schwerkraft

Rennen erfordert unter niedriger Schwerkraft höhere Geschwindigkeiten

Wie schnell muss man sein, damit ein Mondspaziergang zum Jogginglauf wird? US-Forscher haben bei simulierter Mond-Schwerkraft festgestellt, dass sich die Fortbewegung dort erst bei überraschend hoher Geschwindigkeit vom Gehen zum Rennen verändert, so dass sich kurzfristig beide Füße vom Boden lösen. Grund dafür sind wahrscheinlich die pendelnden Arme und Beine beim menschlichen Gang, schreiben die Forscher im Fachmagazin "Journal of Experimental Biology".
Apollo 11-Astronaut Buzz Aldrin auf dem Mond - dieses Portrait ist eine Ikone unter den Raumfahrt-Fotos.

Apollo 11-Astronaut Buzz Aldrin auf dem Mond - dieses Portrait ist eine Ikone unter den Raumfahrt-Fotos.

Wer schon einmal Filmaufnahmen der Apollo-Missionen gesehen hat weiß: Ein Spaziergang auf dem Mond ist nicht wie auf der Erde. Neil Armstrong, Buzz Aldrin und Kollegen hopsten eher, als dass sie Schritte machten. Doch diese seltsame Fortbewegungsweise lag wohl weniger an der geringen Schwerkraft des Mondes: Grund seien stattdessen vor allem die starren Raumanzüge, sagt John De Witt von der Wyle Science, Technology & Engineering Group in Houston.

Er und seine Kollegen von der NASA entwickeln momentan neue Raumanzüge, die mehr Bewegungsfreiheit ermöglichen sollen. Dazu erforschen die Wissenschaftler, wie sich Menschen bei geringer Schwerkraft bewegen. Eine der Fragen dabei war, ab welcher Lauf-Geschwindigkeit beide Füße gleichzeitig vom Boden des Mondes abheben würden.

Mondschwerkraft im Parabelflieger


Zum Mond fliegen konnten die Forscher für ihre Untersuchungen natürlich nicht. Die Alternative für die experimentelle Forschung boten sogenannte Parabelflüge: spezielle Flugmanöver, bei denen ein Flugzeug eine zur Erdoberfläche geöffnete Parabel beschreibt – so ähnlich wie beim Auf und Ab einer Achterbahnfahrt. In der Phase, in der das Flugzeug sich auf die Erde zubewegt, entsteht dabei für etwa 20 Sekunden der Effekt von verminderter Schwerkraft.


Bei den Versuchen war es die Simulation der Mond-Gravitation – etwa ein Sechstel der Erd-Gravitation. In dem jeweiligen Zeitfenster bewegten sich dann drei Astronauten und fünf weitere Probanden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf Laufbändern im Flugzeug . "Wir mussten sicher sein, dass es sich um Leute handelt, die an solche Flüge gewöhnt sind – denn vielen Menschen wird bei so etwas übel", sagt De Witt.

Wer auf dem Mond rennen will, muss schneller sein


Zurück auf der Erde werteten die Forscher die Filmaufnahmen der Probanden bei den Läufen aus. Ergebnis: Ab 1,4 Metern pro Sekunde begannen die Versuchsteilnehmer von der Bewegungsart Gehen ins Rennen überzugleiten – es entstanden kurze Phasen, bei denen beide Füße gleichzeitig vom Boden abhoben. Das war ein überraschendes Ergebnis, berichteten die Forscher, denn theoretische Berechnungen ließen erwarten, dass dieser Übergang bereits bei einer Laufgeschwindigkeit von 0,8 Metern pro Sekunde einsetzen würde.

De Witt und seinen Kollegen zufolge liegt dieses unerwartete Ergebnis wahrscheinlich an der Pendelbewegung der Arme und Beine beim menschlichen Gang. Dadurch entstehen Kräfte, die den Körper auf der Oberfläche halten. Dieser Effekt tritt sicherlich auch auf der Erde auf, hier wird er allerdings kaum deutlich, da die starke Gravitation ihn überdeckt. Bei Mondbedingungen macht er sich hingegen stärker bemerkbar. „Auf dem Mond halten einen diese Bewegungen verstärkt am Boden", sagt De Witt. Fazit: Wer auf dem Mond rennen will, muss schneller sein, als bisher gedacht.
doi: 10.1242/jeb.105684)
(De Witt et al., Journal of Experimental Biology, 19.09.2014 - MVI)
 
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