SpaceX-Astronauten machen erste diagnostische Röntgenaufnahmen im Weltraum

Eine neue Studie berichtet, dass Astronauten auf einem privaten SpaceX-Flug die ersten diagnostischen Röntgenaufnahmen im Weltraum gemacht haben. Während sie in mehr als 320 Kilometern (200 Meilen) Höhe die Erde umkreisten, entstanden klare Bilder einer Hand, des Brustkorbs und weiterer Körperregionen.

Keines der Besatzungsmitglieder war Radiologe; die Methode erlernten sie in ungefähr vier Stunden.

Damit öffnet sich eine Möglichkeit, die während sechs Jahrzehnten bemannter Raumfahrt verschlossen blieb. Crews auf dem Weg zum Mond oder Mars könnten künftig selbst einen Knochenbruch, einen kollabierten Lungenflügel oder fortschreitenden Knochenschwund erkennen.

Sie müssten nicht mehr bis zur Rückkehr zur Erde warten – weit entfernt von jedem Krankenhaus.

Erste Röntgenaufnahmen im Weltraum

Die Bilder entstanden bei Fram2, einer privat finanzierten Mission, die im Frühjahr 2025 als erste Menschen in eine polare Umlaufbahn brachte und dabei beide Erdpole überflog. Die vierköpfige Crew verbrachte rund drei Tage in einer SpaceX-Dragon-Kapsel.

Um eine Röntgeneinheit in dieser Kabine unterzubringen, musste die Technik stark verkleinert werden. Generator und Detektor wogen zusammen etwa 25 Pfund (11 Kilogramm). Das System lief mit einem wiederaufladbaren Akku, weshalb weder eine fest installierte Stromversorgung noch ein abgeschirmter Raum erforderlich waren.

Mediziner wünschen sich diese Fähigkeit seit Jahrzehnten. Röntgendiagnostik im Orbit ist inzwischen zu einem eigenen kleinen Forschungsfeld geworden. Eine aktuelle Übersicht erläutert, weshalb das Verfahren zu den tatsächlichen medizinischen Problemen von Astronauten passt.

Der Detektor konnte etwas, das ein herkömmliches Röntgengerät nicht leistet: Mit nur einer Aufnahme erzeugte er getrennte Ansichten von Knochen und Weichgewebe. Die Strahlendosis lag dabei unter einem Tausendstel der Menge, die ein Astronaut über seine gesamte Laufbahn aufnehmen darf.

Beim ersten Versuch röntgte die Crew eine Hand mit Ring. Das war eine bewusste Anspielung auf die erste jemals angefertigte Röntgenaufnahme: Wilhelm Röntgen fertigte sie 1895 von der Hand seiner Frau an. Der Bezug zur Geschichte war beabsichtigt.

Tragbares Röntgengerät in der SpaceX-Kapsel

In den darauffolgenden Tagen nahm die Crew Unterarm, Brustkorb, Becken und Bauchraum auf. Sogar die Bordelektronik wurde geröntgt, um herauszufinden, ob sich das gleiche Gerät zur Suche nach verborgenen technischen Defekten eignet.

Die Arbeiten gehörten zu SpaceXray, einem Projekt von Ärzten und Ingenieuren aus ganz Nordamerika. Die leitende Forscherin ist Dr. Sheyna Gifford, Ärztin an der Saint Louis University (SLU).

Sie verbrachte Jahre damit, die Protokolle zu verfassen, die Crews benötigen würden. Ihr Ziel war ein Schulungsplan, der für Nichtfachleute einfach genug ist.

Die medizinische Betreuung übernahm Dr. Lonnie Petersen, außerordentlicher Professor am Massachusetts Institute of Technology (MIT), der erforscht, wie Raumflüge den Körper verändern.

Petersen wirkte an einem Konzept mit, das sich rasch vermitteln und fast ohne Aufsicht durchführen lässt.

Crew erlernte Röntgenaufnahmen in vier Stunden

Am bemerkenswertesten war, wie wenig Vorbereitung für die Bildgebung nötig war. Radiologiefachkräfte auf der Erde werden jahrelang ausgebildet, doch die Fram2-Crew war nach einem einzigen Schulungsnachmittag einsatzbereit.

Das Team setzte auf ein Train-the-Trainer-Verfahren. Ein Crewmitglied lernte die einzelnen Schritte, brachte sie den anderen bei, und anschliessend fotografierten sie sich gegenseitig, prüften jedes Bild auf einem Bildschirm und speicherten die gelungenen Aufnahmen.

„Die Crew lernte an einem Nachmittag, wie man Röntgenaufnahmen macht“, sagte Petersen. Da das Protokoll bereits ausgearbeitet war, konnten sich die Astronauten auf das Ausrichten des Geräts konzentrieren, statt Anatomie interpretieren zu müssen.

Die Bildqualität war der eigentliche Prüfstein. Die Aufnahmen waren deutlich genug für eine Befundung, Wiederholungsaufnahmen waren nicht nötig, und erste Bewertungen zeigten, dass ihre Schärfe gut mit den Ergebnissen desselben Geräts am Boden mithalten konnte.

Lange gingen Forscher davon aus, dass brauchbare Röntgenbilder im Orbit das Können eines Spezialisten und einen stabilen Aufbau erfordern würden.

Bis zu diesem Flug hatte niemand nachgewiesen, dass gewöhnliche Besatzungsmitglieder dies in einer engen, schwerelosen Kapsel leisten können.

Warum Astronauten Röntgenaufnahmen brauchen

Knochen sind der Grund, weshalb viele Forscher Röntgendiagnostik im Weltraum überhaupt wollten. In der Mikrogravitation trägt das Skelett kein Gewicht mehr, und Astronauten können monatlich 1–2% ihrer Knochendichte an Hüfte und Wirbelsäule verlieren.

Dieser Abbau beginnt schnell. Eine aktuelle Studie stellte bereits nach Flügen von nur wenigen Tagen messbare Veränderungen der Knochenstruktur fest – also innerhalb desselben kurzen Zeitraums, den die Crew im Orbit verbrachte.

Ultraschall war bislang das einzige medizinische Bildgebungsverfahren an Bord der Internationalen Raumstation, doch Knochen lassen sich damit nur schlecht darstellen. Genau bei den Verletzungen und Veränderungen, denen Crews am ehesten begegnen dürften, entsteht dadurch eine diagnostische Lücke.

Eine Übersicht zu Bildgebungsoptionen für Raumflüge argumentiert, dass Röntgenaufnahmen diese Lücke schliessen könnten: Sie würden Frakturen und frühe Anzeichen von Knochenschwund erkennen, die Ultraschall übersieht. Der Fram2-Detektor geht noch einen Schritt weiter.

Weil er bei jeder Aufnahme Knochen und Weichgewebe voneinander trennt, kann er die Knochendichte messen statt sie lediglich sichtbar zu machen. Das liefert Flugmedizinern einen Wert, den sie während einer langen Mission verfolgen können – nicht nur ein Bild zur visuellen Beurteilung.

Was als Nächstes für die Weltraummedizin kommt

Der Flug beantwortete eine Frage, die seit den 1960er-Jahren offen war. Diagnostische Röntgenbildgebung funktioniert im Orbit, und eine nur gering geschulte Crew kann Aufnahmen erzeugen, die klar genug für echte medizinische Entscheidungen sind.

Dieselbe Technik könnte nicht nur die Crew, sondern auch das Raumfahrzeug überwachen. Auf der Erde werden Flugzeugteile bereits mit Röntgenstrahlen auf verborgene Risse geprüft. Die Testbilder der Bordelektronik deuten auf eine Zukunft hin, in der Reparaturen während des Flugs von dem geleitet werden, was der Strahl sichtbar macht.

„Das Leben im Weltraum wird durch diese Technologie sicherer und besser“, sagte Gifford, die leitende Forscherin des Projekts.

Dieselben tragbaren Systeme könnten Bildgebung auch in Katastrophengebiete, ländliche Kliniken und andere Orte auf der Erde bringen, an denen eine vollständige Röntgeneinheit bisher keinen Platz fand.

Die NASA testet bereits kompakte Röntgensysteme für einen möglichen Flug zur Internationalen Raumstation noch in diesem Jahrzehnt. Was mit einer Hand und einem Ring in einer vorbeiziehenden Kapsel begann, könnte bei den langen Reisen der Zukunft zur Standardausrüstung werden.

Bildnachweis: Radiological Society of North America