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N. Barta:
"Detailkonstruktion, Steuerungskonzept und Trainingsvorteile des Kraftdynamometers MDS";
Supervisor, Reviewer: T. Angeli, H. Jörgl; E 307, 2011; oral examination: 2011-06-20.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Konstruktion des Trainingsgerätes MDS, welches für einen
Betrieb an Bord der ISS entwickelt wurde. In der ersten Entwicklungsstufe wird es im Isolationsprojekt
Mars 500 eingesetzt, um seine Anwendbarkeit und Effektivität zu uberprüfen.
Ein Schwerpunkt der Entwicklung wurde dabei auf die mechanische Konstruktion gelegt. Ziel war
es möglichst viele Trainingsmöglichkeiten mit dem Ger at realisieren zu können. Dabei wurden
besonders Übungen für die Bein- und Rumpfmuskulatur berücksichtigt. Die Konstruktion sieht
es auch vor, reproduzierbare Messungen für eine Kraftdiagnostik mit dem Gerät durchführen
zu können. Die Entwicklung wurde nach Leichtbaukriterien realisiert, um die Masse für einen
Transport zur ISS zu senken. Aber auch für die Handhabung im Isolationscontainer des Projektes
Mars 500 und für eine mögliche kommerzielle Nutzung als Heimtrainer ist ein geringes Gewicht
von Vorteil. Da die Dokumentation der Konstruktion in mehreren Arbeiten erfolgt, wird in dieser
nur auf die Details der Lehne, des Ruderschlittens und des Ruderstemmbrettes eingegangen.
Der Betrieb des MDS wird durch einen Elektromotor ermöglicht. Um dabei alle Trainingsund
Diagnosefunktionen zu realisieren, wurde ein Steuerungskonzept mit einem Micro Controller
System (MCS) entworfen, welches die Verwendung einer kommerziellen Motorsteuerung
ermöglicht. Die Steuerungsvorgaben erfolgen über einen PC mit Hilfe eines Graphical User Interface
(GUI) und werden über die serielle Schnittstelle an das MCS gesendet. Mit diesem Programm
erfolgt auch die Verwaltung der gesammelten Messdaten in einer Datenbank, welche für eine
Analyse im csv-Format exportiert werden können.
Um Erfahrungen in der Effektivität und der Ergonomie des exzentrischen Trainings mit dem MDS
zu erlangen wurden zwei Studien durchgeführt, wovon sich eine mit der Ermüdung während des
Trainings und die zweite mit dem potentiellen Kraftzuwachs beschäftigt. Als Vergleich wurde in
beiden Studien ein traditionelles Gewichtstraining durchgeführt.
Die Isolationsstudie Mars 500 ist ein Gemeinschaftsprojekt von der russischen und europäischen
Weltraumagentur. Bei dieser soll von 03. Juni 2010 bis 05. November 2011 in einem Container
in Moskau in 520 Tagen ein Flug zum Mars mit einer sechsköpfigen Crew simuliert werden. Mit
dem MDS wird im Rahmen des Projektes ein physisches Training durchgeführt, welches dem
bei Raumflügen ähnelt. Als Vergleichstraining werden Übungen mit einer Vibrationsplatte und
Expandern durchgeführt. Monatliche Kraftmessungen mit dem MDS sollend dabei Aufschluss
über die Effektivität der Maßnahmen geben.
Als vorbereitender Test zu diesem Projekt wurde das MDS bereits bei dem 105 Tage dauernden
Vorversuch eingesetzt. In den durchgef uhrten Studien wurde das Krafttraining am MDS mit einer
Low Frequency (LF) und High Frequency (HF) Funktionelle Elektrostimulation (FES) verglichen.
Aufgrund von Bedienungsfehlern, einer mangelden Disziplin in der Einhaltung des Trainingsplans und technischen Problemen mit dem MDS drei Wochen vor Ende des Isolationsversuches konnten
keine Aussagekräftigen physiologischen Daten gewonnen werden. In der Anwendung konnten
jedoch durch die Analogie zur Raumfahrt Erfahrungen in der Anwendbarkeit gewonnen werden,
welche zu technischen Verbesserungen für den 520 Tage Versuch führten.

MDS, Dynamometer, Training