Human Performance von Fallschirmspringern in großen Höhen mit den Sprungverfahren High Altitude High Opening (HAHO) und High Altitude Low Opening (HALO) in der realen Umgebung im Vergleich zur Ausbildung in der Höhen-Klima-Simulationsanlage (HKS)

Abstract

Der Traum vom Fliegen ist vielleicht so alt wie die Menschheit selbst und wird bereits in der Antike erzählt. Über viele Jahrhunderte wurde die Technik bis zum heutigen Stand weiterentwickelt. Im 15. Jahrhundert baute da Vinci eine Fallschirmkonstruktion, die im Weiteren zu Rundkappen führten, die automatisch öffnen und Sprünge aus großen Höhen ohne lebensbedrohliche Verletzungen zulassen. Heutige Standard-Flächenfallschirme können präzise gesteuert werden und ermöglichen ein Luftfahrzeug weit über 30.000ft zu verlassen. Diese Fähigkeiten führen wiederum zu anderen Gefahren, denn in dieser extremen Umwelt (geringer Sauerstoffpartialdruck und Kälte) ist ein Überleben ohne zusätzliche Ausrüstung nicht möglich. Daher wurden portable Sauerstoffgeräte und ein Kälteschutz entwickelt, die jedoch nur im Labor getestet werden konnten. Die Ergebnisse wurden in die reale Umgebung übertragen, wobei keine physiologischen Messungen erfolgten. Mit der Entwicklung des mobPhysioLab steht ein feldtaugliches Messsystem zur Verfügung, das Daten in der realen Umgebung aufzeichnen kann. Erstmals wurde das für Höhensprünge notwendige Equipment unter den extremen Umweltbedingungen untersucht. Dafür wurden Springer auf freiwilliger Basis rekrutiert, die unterschiedliche Sprungabläufe sowie Sprünge mit (bis 25.000ft) und ohne (bis 12.000ft) Sauerstoffversorgung absolvierten. Sie wurden mit dem mobPhysioLab instrumentiert, das sie bei der Durchführung des Fallschirmsprunges nicht beeinflusste. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Sauerstoffversorgung auch schon bei 12.000ft erforderlich sein könnte, denn eine Entsättigung findet bereits in diesen geringen Höhen während des Anfluges statt. Die Körperoberflächentemperaturen zeigen eine signifikante Auskühlung der dem Freifall-Luftstrom ausgesetzten Extremitäten, zudem ist die Regenerationszeit, um wieder normale Hauttemperaturen zu erreichen, stark verlängert. Eine verminderte periphere Körpertemperatur schränkt nicht nur die Handlungsfähigkeit durch eine herabgesetzte Motorik während des Sprunges ein, sondern setzt die Fallschirmspringer nach der Landung einer erhöhten Gefahr aus, da sie verhältnismäßig schlechter in der Lage sind, ihre persönliche Ausrüstung schnell in Einsatzbereitschaft zu versetzen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine qualitativ hohe kontinuierliche Erfassung von physiologischen Daten mit Schwierigkeiten verbunden ist. Hier muss eine technische Weiterentwicklung erfolgen. Nichtsdestoweniger ist deutlich geworden, dass eine Versorgung mit Sauerstoff für jeden Springer bereits in Höhen von 12.000ft erfolgen sollte und eine innovative Entwicklung von Bekleidung notwendig ist, um der Auskühlung effektiver entgegenwirken zu können.

The dream of flying is possibly as old as the human being itself and was reported already in the ancient world. Hundreds of years, the technology was developed to the stand at present. In the 15th century, Leonardo da Vinci created a parachute further designed as a round canopy, which automatically opens and allows drops out of high altitude without life-threatening injuries. Present standard surface parachutes can be navigated precisely and allow to leave an aircraft at a height of more than 30.000ft. These possibilities retrieve other risks for surviving in such an extreme environment (low oxygen partial pressure and temperature) without additional equipment. Therefore, portable oxygen apparatus and protection against cold were created, but it was only possible to test them under laboratory conditions. These results were transferred into the real environment without carrying out physiological measurements. Based on the developed mobPhysioLab, a mobile measurement system is now available, which can record data in a live setting. So it was necessary to test the equipment for jumps under extreme conditions. Therefore, volunteers were searched for several jumps (up to 25.000ft) with and without oxygen supply (up to 12.000ft). They were equipped with the mobPhysioLab without any influence on performing these jumps. The results show that an oxygen supply could be already necessary for a height of 12.000ft since a desaturation is already measurable at these low heights while reaching exit altitude. The temperatures of the body surface show a significant cooling of the extremities within the airstream of the freefall, and the time of regeneration to come back to normal skin temperatures is even much longer. A lower peripheral temperature of the body not only limits the ability to act due to reduced motor skills during the jump but also exposes skydivers to increased danger after landing, as they are less able to get their personal equipment ready for action quickly. The results show that a high-quality continuous acquisition of physiological data is associated with difficulties. Here further technical development must take place. Nevertheless, it has become clear that a supply of oxygen for every jumper should already be provided at altitudes of 12.000ft and that an innovative development of clothing is necessary to be able to counteract cooling more effectively.