Wat Kuipers in de ruimte gaat doen

Vandaag gaat André Kuipers voor de tweede keer op pad naar ruimtestation ISS. Als astronaut, arts én als onderzoeksobject.

Niet dat ze een hekel hebben aan André Kuipers, maar er werken wetenschappers bij het academisch ziekenhuis LUMC die hopen dat de 53-jarige Amsterdamse arts hoofdpijn krijgt. Straks, als hij in zijn conservenblik door de ruimte zweeft, op 400 kilometer boven de aarde. Een wens in naam van de wetenschap, dat wel.

Een van die wetenschappers is Alla Vein. De neurologe behoort tot een Leidse onderzoeksgroep die twee jaar geleden opzien baarde door in een wetenschappelijke tijdschrift het bestaan te onthullen van een nieuwe kwaal: ruimtehoofdpijn. De verschijnselen doen zich voor bij een selecte groep: astronauten.

Bijverschijnsel
'Dat ruimtevaarders hoofdpijn krijgen als ze in de ruimte vertoeven, was al langer bekend', vertelt Vein. 'Aanvankelijk leek het een bijverschijnsel, een van de klachten die bij astronauten optreden omdat hun lichaam zich moet aanpassen aan de gewichteloze toestand.' Elke astronaut gaat die fase door, met een dik hoofd en dunne beentjes.

Maar nadat de Leidenaren een aantal astronauten in een anonieme enquête naar hun klachten hadden gevraagd, kantelde dat beeld. De ruimtevaarders kregen ook hoofdpijn los van symptomen die wél samenhangen met de kosmische variant op wagenziekte, zoals duizeligheid, een gevoel van misselijkheid en evenwichtsproblemen.
'Je moet bedenken dat astronauten geen gewone mensen zijn, of buitengewoon fitte mensen, maar supergezonde mensen. Op aarde krijgen die nauwelijks hoofdpijn ', zegt Vein.

Hoofdpijndagboek
Door de bemanning van het ISS een 'hoofdpijndagboek' te laten bijhouden, hoopt Leiden te achterhalen wanneer de klachten optreden. 'We hoeven niet meer te weten dan de tijdstippen en de omstandigheden, omdat alle andere factoren al geboekstaafd worden. Van alle manschappen worden tal van lichaamsfuncties gemeten, net als de temperatuur in elk verblijf van het ISS, het zuurstofgehalte en het geluid.

'Als drie astronauten melden dat ze een bonkende kop kregen op hetzelfde tijdstip en het logboek uitwijst dat er toen ergens veel lawaai was, kun je dat als oorzaak aanwijzen.'

Het hoofdpijndagboek is een van de bijna 57 experimenten waarmee Kuipers zijn 148 dagen aan boord van het ISS gaat vullen. Een deel is nieuw, een ander deel loopt al als de astronaut door de luchtsluis stapt die zijn Russische capsule verbindt met het ISS, dat hij in 2004 al eens elf dagen bezocht.

Flink bezighouden
'We gaan André daarboven flink bezighouden. Hij zal zich niet vervelen', zegt Hilde Stenuit van het Mission Science Office van de Europese ruimtevaartdienst ESA. Haar afdeling bedacht welke wetenschappelijke taken Kuipers op zijn bord krijgt. Hij is er 40 uur per week mee zoet.

Stenuit: 'Bij Andrés vorige missie werd er nog volop gebouwd aan het ISS. Nu is het ruimtestation zo goed als klaar. De astronauten kunnen alle tijd aan onderzoek besteden. Er gaan ook meer vrachtcapsules naar het ISS. We kunnen dus vaker en meer apparatuur naar boven brengen.'

Fijne bijkomstigheid
Na zijn opleiding tot arts en voor hij in 1999 toetrad tot het Europese astronautenkorps was Kuipers betrokken bij onderzoek naar ruimteziekte, desoriëntatie in de ruimte, bloeddruk en bloedstroming in de hersenen in gewichteloosheid. Hoewel de experimenten niet zijn geselecteerd op Kuipers medische achtergrond, 'is het een fijne bijkomstigheid', zegt Stenuit.

De term 'proefkonijn' is geen overdrijving. Kuipers gaat monsters nemen van zijn bloed, speeksel analyseren, lichaamstemperatuur meten, urine opvangen en zijn longcapaciteit en energiebalans in kaart brengen. Verder zijn er proeven waarbij hij zijn waarnemingsvermogen, ruimtelijke perceptie en motorische controle test.

Zijn eigen lijf
Kuipers belangrijkste onderzoeksobject, grapten medewerkers een paar maanden geleden op een persdag van de ESA in Noordwijk, zeult hij met zich mee als hij in de Sojoez stapt die hem naar het ISS brengt: zijn eigen lijf.

Een flink deel van de experimenten op zijn takenlijst heeft een medische inslag. Ze moeten wetenschappers meer inzicht geven over hoe het menselijk lichaam zich redt zonder de zwaartekracht, in een kunstmatige atmosfeer en zonder de bescherming die de aardse atmosfeer biedt tegen een onzichtbare vijand: kosmische straling.
Stenuit bestrijdt dat alleen een handjevol aardverlaters profijt heeft van de kennis die Kuipers in het ISS vergaart. 'Astronauten die lang in de ruimte verblijven, kampen met botverlies, net als veel ouderen.' De kennis die wordt opgedaan helpt ook geleerden op aarde. Vein: 'Het ruimteonderzoek kan ons helpen de fysiologie van hoofdpijn op aarde beter te begrijpen.'

100 miljard
De discussie over het wetenschappelijke nut van het ISS woedt al sinds de Russen in november 1998 de eerste bouwstenen de ruimte in schoten. Het ISS heeft al bijna 100 miljard euro gekost, rond de 2 miljard voor ruwweg elke ton materiaal die het gevaarte weegt. Voor dat geld kan heel wat nuttig werk verricht worden op aarde, zeggen de tegenstanders.

Volgens Stenuit wordt er meer toegepast onderzoek gedaan. 'Geleerden willen beter weten hoe metalen smelten en stollen. In gewichtloosheid kun je aspecten van deze processsen onderzoeken die op aarde moeilijker of helemaal niet te onderzoeken zijn.' Dat geldt ook voor hoe vloeistoffen met verschillende temperaturen zich mengen. Dat is onderzoek waar oliebedrijven wel oren naar hebben.

Temperaturen
In de oliebellen onder de grond heersen verschillende temperaturen. Als de wetenschap daar meer weet van krijgt, kunnen exploitanten waarschijnlijk meer olie uit de velden halen. Proeven naar schuimvorming kunnen van dienst zijn bij de ontwikkeling van beter scheerschuim of luchtiger chocolademousse.

Voor André Kuipers staat het nut van zijn buitenaardse avontuur buiten kijf. Kennis die tot nu toe is opgedaan met de ruimtevaart is onmisbaar nu steeds meer mensen zich opmaken voor een korte, commerciële ruimtetrip, stelt hij in een recente editie van het Nederlands Tijdschrift voor Geneeskunde. Bedrijven als Virgin Space denken al volgend jaar naar een hoogte van 100 kilometer te kunnen vliegen, waarop passagiers even de gewichtloze toestand ervaren.
Samen met medeauteur Marck Haerkens somt Kuipers de vliegmedische consequenties op. Die zijn serieus genoeg om je af te vragen of een keuring vooraf niet noodzakelijk is. Huisartsen, stellen de atronaut en de chirurg-vliegenier, kunnen de vraag 'dokter, mag ik de ruimte in' nu nog niet makkelijk beantwoorden. Ze bepleiten een nationaal kenniscentrum voor deze kwestie.

Vertrouwelijk
Vraagje aan Alla Vein: hoe hield André Kuipers zich tijdens zijn missie zeven jaar terug? Had hij last van hoofdpijn?'
'Dat kan ik niet vertellen. Dat is vertrouwelijke informatie, tussen onderzoeker en proefpersoon.'

Niemand hoeft bang te zijn dat Kuipers met lege handen uit de Sojoez stapt. In een dagboek dat hij bijhield tijdens zijn missie in 2004 onthulde de astronaut dat hij in het ISS met zorg een slaapplaats ging uitzoeken, gezien de ervaringen van zijn voorgangers.
'Warme lucht gaat niet naar boven (in het ruimtestation, red.). Dat betekent dat je, als je in een heel nauwe ruimte ligt, die volblaast met kooldioxide en je dus jezelf ligt te vergiftigen, waardoor je wakker wordt met hoofdpijn.'