Circadianer Rhythmus im All

Der circadiane Rhythmus ist die innere Uhr des Menschen, die physiologische Prozesse (Schlaf, Hormone, Temperatur, Verdauung) an einen 24-Stunden-Zyklus koppelt. Im All ist dieser Rhythmus gefährdet: Die ISS umkreist die Erde alle 90 Minuten, sodass Astronauten 16 Sonnenauf- und -untergänge pro Tag erleben.

Studien zeigen, dass ISS-Astronauten im Durchschnitt nur 6–6,5 Stunden pro Nacht schlafen (statt der empfohlenen 7–8 Stunden) und häufig Schlafmittel verwenden. Chronischer Schlafmangel beeinträchtigt kognitive Leistung, Immunfunktion und emotionale Stabilität.

Die ISS nutzt seit 2016 ein spezielles LED-Beleuchtungssystem (Solid State Lighting Assembly, SSLA), das Farbtemperatur und Intensität über den Tag variiert: Blaues, helles Licht am Morgen fördert die Wachheit; wärmeres, gedämpftes Licht am Abend unterstützt die Melatonin-Produktion.

Für Mars-Missionen kommt eine weitere Komplikation hinzu: Der Mars-Tag (Sol) dauert 24 Stunden und 37 Minuten. Die NASA testete in der Mars-500-Simulation, ob Menschen sich an einen Sol-Rhythmus anpassen können. Ergebnis: Es funktioniert, aber die Drift gegenüber dem Erd-Rhythmus verursacht soziale Desynchronisation bei der Kommunikation mit der Erde.

Gerade die innere Uhr zeigt, wie tief der Mensch evolutionär an die Erde gebunden ist. Über Jahrmillionen hat sich der Körper auf den 24-Stunden-Hell-Dunkel-Wechsel unseres Planeten eingestellt, und dieses fein abgestimmte System lässt sich nicht ohne Folgen aushebeln. Chronischer Schlafmangel im All ist nicht bloß eine Frage des Komforts, sondern beeinträchtigt Konzentration, Reaktionsvermögen und Urteilskraft, also genau die Fähigkeiten, von denen in einer Notlage Leben abhängen. Das Beispiel der Erdgebundenheit unserer Biologie erklärt, warum die maßgeschneiderte Beleuchtung an Bord der ISS so wichtig ist: Sie ahmt den natürlichen Lichtverlauf nach und gibt dem Gehirn die Taktgeber zurück, die im Orbit fehlen. Für den Mars stellt sich die Frage, ob sich der Mensch dauerhaft an den geringfügig längeren Marstag gewöhnen kann, was bisherige Studien vorsichtig bejahen. Die Erforschung des circadianen Rhythmus im All ist damit auch für die Erde aufschlussreich, denn sie hilft Schichtarbeitern und Menschen mit Schlafstörungen, deren innere Uhr ebenfalls aus dem Takt geraten ist.