Stasis/Kälteschlaf für interplanetare Reisen

Mal von einer anderen Seite betrachtet: kann man die "Marsonaten" nicht einfach für ein paar Monate in künstliches Koma fallen lassen ? Dies wäre platz-, sauerstoff- und nahrungsmittelsparend.

Hallo Worchel,
so befremdlich und exotisch das auch klingen mag, finanziert die NASA aktuell mindestens eine Studie zu diesem Thema. Ich habe zu den entsprechenden Plänen hier vor geraumer Zeit schon einmal etwas gepostet, finde den Post aber leider nicht mehr. Daher einfach noch mal den Link zu diesem Thema.
Das Thema hat es immerhin als eines von 8 Konzepten in die Phase II des laufenden NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) Programms geschafft.

Ist zwar prinzipiell OT, aber eben nicht ganz, da Marc Schaffer von Space Works auf der IAC 2015 einen Vortrag (Präsentation und Paper) gehalten hat, der sich mit dem Thema "100 Stasisleute zum Mars" beschäftigt und damit mit Sicherheit auf die Pläne von Elon Musk angespielt hat.
Von dem (extrem ambitionierten) Stasis-Vorhaben kann zwar jeder selbst halten was er will, aber es sind trotzdem interessante Darstellungen und Informationen drin enthalten.

Mehrere Monate im Koma in der Schwerelosigkeit - das überlebt man nicht. Der Körper baut ohne jegliche Bewegung und Aktion zu stark ab...

Der Problematik soll laut Studie dann zumindest teilweise mit Rotationsgravitation begegnet werden...

@Doc Hoschi:

Interessantes Thema, vor allem da es scheinbar endlich keine Science Fiction mehr zu sein scheint. 

Vielleicht wäre ein Extrathread dafür gut, dann kann die Info auch nicht so leicht verloren gehen. 

Ich habe das Thema ausgelagert. Falls ihr die alten Beiträge noch findet, kann ich alles zusammenführen.

Ich vermute mit der Idee vom Kälte- / Winterschlaf beim Menschen wird es enden wie mit der Idee das der Mensch fliegen kann. Natürlich kann er es nicht, macht es am Ende aber doch. Bären halten Winterschlaf ohne Muskeln abzubauen, deshalb denke ich beim Mensch funktioniert das auch.

Die jeweiligen Dokumente sind jedenfalls interessant zu lesen und beziehen die Anwendung der "Therapeutischen Hypothermie", einer inzwischen oft eingesetzten medizinischen Technik.

Natürlich müßte man:

1) Erstens auf der Erde testen, dass Menschen tatsächlich für einen Zeitraum, welcher einer Marsreise entspricht in einen Torpor Zustand versetzt werden können.
2) Das System mit der künstlichen Schwerkraft testen

Laut der Präsentation sind allerdings vorläufig erstmal nur Tierversuche vorgesehen.

Fragt sich nur, mit welchen? Bären und Murmeltiere können es auch von alleine.

Dann eventuell mit Hunden und Katzen, Schweinen oder Affen. Hypothermie testen die Amis schon an Unfallopfer die ansonsten keine Chance haben das Krankenhaus zu erreichen.

Dann eventuell mit Hunden und Katzen, Schweinen oder Affen. Hypothermie testen die Amis schon an Unfallopfer die ansonsten keine Chance haben das Krankenhaus zu erreichen.

Dann doch er die die Affen, da sie den Menschlichen Aufbau noch am nächsten sind.
Ich denke jedoch, das wir die praktische Anwendung nicht mehr erleben werden, da es beistimmt zuviele offene Fragen und Probleme gibt, die erst mit fortschreitung des Projekts noch auftauchen werden.
 
Mfg Collins

Interessant fand ich auch folgenden Kommentar in der besagten IAC-Präsentation (Folie 22):

TH [Therapoitic Hypothermia] is still our preferred approach and most readily available technology to leverage. ESA is now in some very early research using alternate approach

Da schau her, man macht sich auch bei der ESA scheinbar grundlegende Gedanken zum Thema Stasis. Aber was hat es denn mit der Alternative zur TH auf sich?
Habe im Netz mal etwas geschmökert und folgenden ESA-Artikel gefunden. Es gibt also auch biochemische Wege Torpor zu triggern, worauf sich wahrscheinlich die erwähnten ESA-Untersuchungen konzentrieren.
Ich persönlich weiß nicht, ob ich die Chemiealternative mit mir machen lassen wollte, wenn auch einfach nur Kühlung bzw. "etablierte" TH-Methoden die Metabolismusrate um ca. 50-70% reduzieren können. Naja....

Ich denke jedoch, das wir die praktische Anwendung nicht mehr erleben werden, da es beistimmt zuviele offene Fragen und Probleme gibt, die erst mit fortschreitung des Projekts noch auftauchen werden.

Was den ESA-Ansatz betrifft, würde ich dir sofort Recht geben, was den SpaceWorks-Ansatz betrifft (TH über nichtinvasive intranasale Kühlung, intravenöse parentale Ernährung, Vitalsensoren, Urinkatheter), werden die Basisverfahren am Menschen ja alle bereits eingesetzt. Im Falle des Urinkatheters und der Überwachung der Vitalfunktionen handelt es sich sogar um absolute Routineverfahren.
Extrem positiv an dem Vorhaben ist natürlich, dass sämtliche Forschungsergebnisse wahrscheinlich unmittelbar relevant für irdische Anwendungen wären.

Auf dem Berliner Space Film Festival hat der Berliner Arzt und Kryoniker Dr. Emil Kendziorra zum Thema vorgetragen.
Er wird sich einfrieren lassen.
Der erste Mensch wurde bereits 1967 bei Alcor eingefroren und wartet seitdem darauf, dass die Forschung ihn wieder auftauen, heilen und wiederbeleben kann.
Bisher haben sich knapp 300 Menschen einfrieren lassen.
Das nutzen bisher hauptsächlich Menschen mit einer heute noch unheilbaren tödlichen Erkrankung.
In der Hoffnung, dass die Medizin der Zukunft die Krankheit (wie z.B. Krebs) heilen kann,
sagen sie sich: "Lieber auf den Fortschritt wetten, statt verwesen!"

Die Forschung arbeitet am Thema Kryonik - aber es ist noch ein langer Weg.
Vor allem muss eine Beschädigung der Zellen verhindert werden.
Die Bildung von Eiskristallen zerstört z.B. die Zellstruktur.
Deshalb muss das Blut vollständig durch Frostschutzmittel ersetzt werden.
Verschiedene Zellen benötigen leider auch verschiedene Frostschutzmittel, was in der Praxis noch schwierig machbar ist.
Man arbeitet an Mischungen.
Weiterhin muss eine Vergiftung der Zellen verhindert werden.
Das sind einerseits körpereigene Gifte, andererseits sind einige der Frostschutzmittel toxisch.
Außerdem müssen kritische Temperaturen schadfrei überwunden werden, bei denen Eiweiße denaturieren.
Für viele Probleme müssen noch Lösungen gefunden werden, aber es gibt keinen Hinweis darauf, dass es völlig unmöglich ist.
Sie arbeiten daran.

Einige Verfahren werden schon seit Jahren erfolgreich bei Organverpflanzungen angewendet.

Übrigens: Jeder kann sich einfrieren lassen. 

Die Kosten betragen etwa 150.000 Euro bei Alcor, 50.000 Euro bei Krio-Rus und 27.000 Euro beim Cryonics Institute.
Das hört sich viel an, kann aber z.B. über eine gute Lebensversicherung abgedeckt werden. 

[...]
 
Für viele Probleme müssen noch Lösungen gefunden werden, aber es gibt keinen Hinweis darauf, dass es völlig unmöglich ist.
Sie arbeiten daran.

[...]

Ein grundlegendes Problem könnte sein, dass in einigen Jahrzehnten die Forscher dann womöglich feststellen, dass einfrieren, auftauen und wiederbeleben zwar grundsätzlich machbar ist, die alten Leichname aber leider mit einem völlig untauglichen Verfahren eingefroren wurden und nach aktuellem Wissensstand iemals würden erfolgreich wiederbelebt werden können.

Die Kryonik ist zwar sicherlich ein ebenfalls interessantes Thema, hat jedoch mit Raumfahrt eigentlich gar nichts zu tun. Es besteht ein erheblicher Unterschied zwischen Kälteschlaf (im Falle der hier diskutierten Methode ca. 32°C-34°C Körpertemperatur) und dem Einfrieren und Lagern eines toten Körpers bei Minustemperaturen im Falle der Kryonik/Kryostase.

Ärgerlicherweise wird das auch im deutschen Wikipedia-Eintrag zur Kryonik vollkommen durcheinandergebracht, wenn Bezug zu Filmen wie Avatar und Interstellar genommen wird. Man steht leicht sprachlos da, wenn es dort heißt:

Science-Fiction verwendet die Kryostase in verschiedener Form, etwa als Erklärung für bemannte Raumfahrt mit Unterlichtgeschwindigkeit oder um Figuren des Zeitgeschehens in die Zukunft zu übertragen.

Vollkommener Humbug und sinnfrei noch obendrein! Wie soll Kryostase bemannte Raumfahrt mit Unterlichtgeschwindigkeit erklären? Der Autor meinte wohl "als Erklärung für Unterlicht-Raumfahrt über enorme Distanzen bzw. Zeiträume hinweg".
Außerdem ist mir kein einziger (!) Film bekannt, in welchem Raumfahrer für eine Reise eingefroren wurden. Wann immer Leute in Stasiskammern gezeigt wurden (z.B. 2001-Odyssee im Wetraum), wurden eigentlich stets deren Biowerte angezeigt, was bei einem tiefgefrorenen Körper ja wohl wenig Sinn ergeben dürfte....

"Kälteschlaf" und einfrieren halte ich, zumindest über längere Zeiträume, für Science Fiction. Für kurze Zeiträume von über eine Stunde hat es am Menschen schon funktioniert, aber ich kann mir beim besten willen nicht vorstellen das es in absehbarer Zeit für Monate funktionieren wird. Winterschlaf wie bei Bären (und anderen Tieren) halte ich für deutlich realistischer. Vor allem baut der Bär in dieser Zeit keine Muskeln ab. Das heißt Erkenntnisse in diesem Gebiet helfen sicher auch dem wachen Menschen in Schwerelosigkeit.

Wann und wo soll denn das mit dem Einfrieren eines kompletten Menschen geklappt haben?

"Kälteschlaf" und einfrieren halte ich, zumindest über längere Zeiträume, für Science Fiction. Für kurze Zeiträume von über eine Stunde hat es am Menschen schon funktioniert, aber ich kann mir beim besten willen nicht vorstellen das es in absehbarer Zeit für Monate funktionieren wird.

Noch einmal: Kälteschlaf ist nicht Science Fiction. Der wissenschaftliche Begriff dafür ist Torpor oder Hypothermie:

Aus Wiki:

Wissenschaftlich wird dieser Zustand als Torpidität bzw. als Torpor bezeichnet, oft auch als Hypothermie. Im deutschen Sprachraum kennt man dafür auch die Bezeichnungen Hungerstarre, Tagesschlaflethargie, Hunger- oder Kälteschlaf.

Eine milde Hypothermie (32 bis 35 °C Körperkerntemperatur) wurde bereits bis zu 14 Tage bei Notfallpatienten aufrechterhalten (z.B. auch 2013 bei Michael Schumacher für einige Tage), hauptsächlich um den Stoffwechsel zu verlangsamen. Die Geräte und Vorrichtungen existieren also. Es bestand bisher nur noch keine therapeutische Notwendigkeit für längere Zeiträume.

Und genau diese milde Hypothermie, im Falle der NIAC-Studie spricht man nur von therapeutischer Hypothermie (TH), wird als Stasiszustand für Astronauten untersucht (siehe erster Link im Anfangspost). Nicht mehr und nicht weniger!
Vielleicht sollte man daher versuchen die Begriffe "Einfrieren" und "Kryonik" in diesem Thread tunlichst zu vermeiden.

Absolut richtig.

Damit ihr euch einfacher reinlesen könnt:

Papier Nr.1

Seite 11-13 fassen den aktuellen Stand recht gut zusammen.

Und die 14 Tage sind nicht das technisch mögliche Maximum. Es hat nur bisher aus medizinischer Perspektive nie Sinn gemacht einen Menschen länger in einen Torpor-Zustand zu versetzen.

Und die Technik, welche vorgeschlagen wird ist im Prinzip medizinische Standardtechnik.

Siehe Papier 2, Seite 24.

@Ruhri
Mit "Kälteschlaf" meinte ich Hypothermie, deswegen auch die Anführungszeichen. Habe mich wohl unklar ausgedrückt.

@all
es gibt auch den Fall einer Norwegerin(?), welche nach über einer Stunde kopfunter im kalten Wasser, Unfall nicht Versuch, wiederbelebt werden konnte. Ich denke die Hardcore Variante dieses Verfahrens funktioniert bei Schweinen mit einer Körpertemperatur von ca. 17°. Ist aber schon eine Weile her das ich dazu einen Artikel gelesen habe. Auch ging es um Versuche mit Unfallopfer welche anderweitig keine Chance hätten gerettet zu werden.

@theCrusader: Ich denke du beziehst dich auf den Fall der Schwedin Dr. Anna Bagenholm. Auch dieser Fall ist in der PowerPoint-Präsentation, die ich und Haus Atreides verlinkt haben, erwähnt (Folie 12).

Genau die meinte ich, deswegen das Fragezeichen weil ich dachte es könnte auch eine Schwedin gewesen sein Habe es jetzt auch gelesen.

Hier mal noch der Vollständigkeit halber der recht umfangreiche (73 Seiten umfassende) Abschlussreport der NIAC Phase I geförderten Studie: https://www.nasa.gov/sites/default/files/files/Bradford_2013_PhI_Torpor.pdf

Auf den Abschlussreport der 2016 bewilligten NIAC Phase II Studie muss man freilich noch etwas warten.

Ich denke bevor soetwas wirklich umgesetzt werden kann muss sich das Verfahren zunächst in der irdischen, medizinischen Anwendung etablieren. Auf dieser Basis könnte man dann vielleicht bereits gut abschätzen mit welchen Risiken und Nebenwirkungen der Kälteschlaf über einen Zeitraum von Monaten verbunden ist.

Dann muss oder müsste man noch klären ob der Körper im Kälteschlaf besser oder schlechter mit Schwerelosigkeit und auch kosmischer Strahlung zurecht kommt. Beides lässt sich möglicherweise weder qualitativ noch quantitativ ohne Experimente klären. Wobei Expermente in dem Fall wohl Langzeit-Tierversuche im Weltraum sein müssten. Das könnte recht aufwendig sein.