Warum altern Astronauten schneller?

Die spezielle Relativitätstheorie sagt voraus, dass eine bewegte Uhr langsamer geht: Mit Orbitalgeschwindigkeit gestartet, sammelt die ISS also einen Rückstand an. Die allgemeine Relativitätstheorie sagt für die Höhe das Gegenteil voraus: Je weiter man sich vom Schwerefeld der Erde entfernt, desto schneller vergeht die Zeit, und in der Höhe der Station besteht dieser Gewinn tatsächlich. Die beiden Effekte heben sich nicht auf. In niedriger Erdumlaufbahn überwiegt die Geschwindigkeit deutlich, und die Nettobilanz ist ein Rückstand. Das ist das Gegenteil der GPS-Navigationssatelliten, die auf viel höheren Bahnen platziert sind: Dort überwiegt der gravitative Effekt, und ihre Uhren gehen vor, was eine ständige Korrektur ihrer Frequenz erfordert, damit die Positionsbestimmung genau bleibt.

Das Ausmaß bleibt winzig. Der Kosmonaut Sergei Krikalew, der 803 Tage im Weltraum verbrachte, wird oft als Beispiel für diese „Reise in die Zukunft" genannt: nur eine verschwindend geringe Verschiebung. Kein wahrnehmbarer Effekt, aber eine echte experimentelle Bestätigung einer hundert Jahre alten Theorie.

Die Verwechslung kommt von anderswo: Der Raumflug imitiert biologisch das Altern. Ohne mechanische Belastung mineralisieren die Knochen in den tragenden Abschnitten mit einer Rate von 1 bis 1,5 % Dichteverlust pro Monat, die haltungsstabilisierenden Muskeln bauen ab, das Herz-Kreislauf-System dekonditioniert sich, und kosmische Strahlung schädigt die DNA. Die NASA-Studie an den Zwillingen Scott und Mark Kelly zeigte Veränderungen der Genexpression, der Telomerlänge und des Immunsystems während des im Orbit verbrachten Jahres, die größtenteils nach der Rückkehr wieder normal wurden.

Diese Veränderungen sind weitgehend reversibel und werden durch zwei Stunden täglichen Trainings ausgeglichen. Genau das interessiert die Medizin: Die ISS bietet ein beschleunigtes und reversibles Modell der Seneszenz, das zum Verständnis von Osteoporose oder Sarkopenie am Boden genutzt werden kann.