Eines der umfassendsten Experimente in der Geschichte der Raumfahrt, bekannt als „Twin Study“ (Zwillingsstudie), lieferte überraschende Ergebnisse. Während 340 Tagen befand sich der Astronaut Scott Kelly an Bord der Internationalen Raumstation (ISS), während sein identischer Zwillingsbruder Mark auf der Erde blieb. Wissenschaftler nutzten diese einzigartige Gelegenheit, um den Einfluss von Schwerelosigkeit und Strahlung auf den menschlichen Organismus in Echtzeit zu verfolgen.

Physische Veränderungen und das Zeitparadoxon

Die Ergebnisse der Studie, die in der renommierten Zeitschrift Science veröffentlicht wurden, bestätigten, dass Scotts Organismus signifikante Transformationen durchlief. Auf physiologischer Ebene zeigte sich der Weltraum auf klassische Weise: Der Astronaut verlor an Muskelmasse, wuchs jedoch in der Länge – eine typische Reaktion der Wirbelsäule auf die Abwesenheit von Schwerkraft.

Das faszinierendste Faktum war jedoch die Bestätigung von Einsteins Relativitätstheorie in Aktion. Scott kehrte auf die Erde zurück, 5 Millisekunden jünger als sein Bruder. Dieses Phänomen, bekannt als Zeitdilatation, trat ein, weil sich Scott mit enormer Geschwindigkeit auf der Umlaufbahn bewegte.

Telomere: Die überraschende Reaktion auf Stress

Die Forscher widmeten besondere Aufmerksamkeit der molekularen Ebene, insbesondere den Telomeren. Diese Endabschnitte der Chromosomen verkürzen sich normalerweise mit dem Alter und fungieren als eine Art „biologische Uhr“ der Zelle. Im Weltraum geschah etwas Paradoxes: Scotts Telomere verlängerten sich. Dies ließ auf eine Verlangsamung des Alterungsprozesses schließen, doch nach der Rückkehr zur Erde kehrten sie schnell in ihren Ausgangszustand zurück.

Genexpression: Was hat sich für immer verändert?

Das Experiment widerlegte den populären Mythos, dass der Weltraum die DNA des Menschen vollständig umschreibt. Scotts genetischer Code blieb unverändert, doch die Genexpression – also die Art und Weise, wie der Organismus diese Gene nutzt – veränderte sich. Selbst sechs Monate nach der Landung funktionierten etwa 7 % der Gene des Astronauten anders als bei seinem Bruder.

Wissenschaftler identifizierten 811 Gene, die nicht zum normalen Niveau zurückkehrten. Die meisten davon sind für zwei kritische Prozesse verantwortlich:

  • Immunsystem: Der Organismus des Astronauten befand sich in einem ständigen Zustand von Stress oder Hyperaktivität, während er versuchte, sich an die aggressive Umgebung anzupassen.
  • DNA-Reparatur: Die Zellen änderten ihren Regenerationsmodus, um der Einwirkung kosmischer Strahlung zu widerstehen.

Kognitive Fähigkeiten und die Zukunft der Weltraumfahrt

Neben den physischen und genetischen Verschiebungen zeigten Tests eine Verschlechterung von Scotts kognitiven Fähigkeiten. Die Denkgeschwindigkeit und die Präzision bei Entscheidungen nahmen ab und blieben auch nach der Anpassungsphase auf niedrigem Niveau. Diese Daten zwingen die NASA dazu, die Sicherheitsmaßnahmen für zukünftige Langzeitexpeditionen in den tiefen Weltraum zu überdenken.

Wichtig ist zu beachten, dass diese Studie ihresgleichen suchte und auf einem einzigen Probanden basierte. Um zu verstehen, ob solche Veränderungen eine universelle Regel für alle Menschen darstellen oder eine einzigartige Eigenschaft von Scott Kellys Organismus sind, sind weitere Tests mit anderen Astronauten notwendig.