Wie viele g-Kräfte lasten beim Start auf einem Astronauten?
Astronauten werden beim Start des Space-Shuttle in den Anfangsminuten in liegender Position Beschleunigungen von max. 3-4 g ausgesetzt. Piloten in Kampfjets erfahren bei bestimmten Flugmanövern Beschleunigungen bis 10 g.
Beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre sind die Astronauten im US-Space-Shuttle einer Belastung von ca. 1,5 g und in den russischen Sojus -Kapseln von bis zu 10 g ausgesetzt. In Achterbahnen können kurzfristig bis zu 6 g erreicht werden.
Ein untrainierter Mensch kann maximal 4,5 G aushalten.
Während der Beschleunigung eines PKWs wirkt auf die Insassen eine Beschleunigung von ca. 0,3 g, der Pilot eines Formel-1 Rennwagens erfährt beim Start 1-1,5 g und in Kurvenfahrten bis 5 g.
Befindet sich ein Mensch in einer sitzenden Position und wird nach oben beschleunigt, so stellt sich ein Gefühl größerer Körperschwere ein, und ab ca. 3 g wird es für ihn fast unmöglich aufzustehen. Insbesondere beeinflussen hohe g-Belastungen unseren Blutkreislauf. Bei positiven Beschleunigungen nach oben versackt das Blut in den Beinen. Hieraus resultieren nach einigen Sekunden bei 2-4 g Sehstörungen, und bei 5-6 g setzt Bewusstlosigkeit infolge eingeschränkter Hirndurchblutung ein. Sobald die positiven Beschleunigungskräfte nicht mehr einwirken, ist die Hirn- und Augendurchblutung wieder normal, und es erfolgt ein Erwachen aus der Bewusstlosigkeit.
Beschleunigungen, die senkrecht zur Körperachse wirken, sind für den menschlichen Organismus weitaus besser zu verkraften. Bis etwa 6 g wird ein erhöhter Druck auf die abstützenden Körperteile wahrgenommen. Bis 12 g wird das Atmen erschwert, und der Sauerstoffgehalt im Blut sinkt. Dem kann mit einem erhöhten Sauerstoffgehalt in der Atemluft begegnet werden, so dass Belastungen von 15 - 20 g ohne Gefahren für den Körper möglich scheinen. Zusätzlich zu den Belastungen des Blutkreislaufes und der Atmung bedeuten hohe Beschleunigungen auch große Kräfte auf das Skelett und die Muskulatur des Menschen, die zu Verletzungen führen können. Piloten und Astronauten sind hohen g-Lasten mitunter über längere Zeiträume ausgesetzt. Sie werden durch ein spezielles körperliches Training auf ihre Missionen vorbereitet, um vor allem die Hals-, Bein- und Rückenmuskulatur zu stärken. Zusätzlich tragen Piloten und Astronauten zu diesem Zweck Druckanzüge. Um die sehr hohen g-Belastungen beim Wiedereintritt in Kapseln aushalten zu können, befinden sich die Astronauten in liegender Position entgegen der Flugrichtung.
Die Grafik zeigt die Beschleunigungskurve beim Start einer Saturn V Rakete:
Quelle: NASA History Division | NASA
Bei gleichem Schub steigt die Beschleunigung desto mehr an, je mehr Treibstoff verbraucht wird und je leichter die Rakete wird. Die Maximalbeschleunigung wird nach etwa 145 Sekunden erreicht.
Quellen: Wieviel g kann ein Mensch aushalten?