Astronaut Mark Watney* liegt schwer verletzt im feinen Marsstaub. Zurückgelassen von den Kameraden, die ihn für tot hielten und bereits auf dem Rückflug zur Erde sind. Das ist die Ausgangslage im erfolgreichen Science-Fiction-Roman Der Marsianer von Andy Weir, dessen Verfilmung jetzt ins Kino kommt. Auf dem Mars wird es bis zu minus 140 Grad Celsius kalt, die 0,15 Prozent Sauerstoff in der Atmosphäre reichen nicht zum Atmen (zum Vergleich: In der Luft der Erde sind es 21 Prozent). Kaum etwas zu essen und 230 Millionen Kilometer von zu Hause entfernt – "Ich bin so was von im Arsch", stellt der gestrandete Astronaut lakonisch fest.

Doch dann nimmt der Botaniker Watney wie eine Mischung aus Robinson Crusoe und TV-Serien-Tüftler MacGyver den Überlebenskampf in seiner äußerst lebensfeindlichen Umgebung auf. Er muss sich selbst verarzten, um Atemluft kümmern, seinen Körper mit Kalorien versorgen, und das alles für sehr lange Zeit. Fragile Physis trifft auf Extrembedingungen – es ist die medizinische Herausforderung jeder bemannten Raumfahrt.

Medizin gehört zu einer gut vorbereiteten Expedition dazu, schon immer. Der norwegische Entdecker Fridtjof Nansen bedachte Ende des vorletzten Jahrhunderts mit dem Physiologieprofessor Sophus Torup die Risiken seiner auf drei bis fünf Jahre angesetzten Nordpolmission. Sogar schon Ötzi, der vor mehr als 5.000 Jahren als Mumie im Eis der Ötztaler Alpen endete, führte eine bescheidene medizinische Ausrüstung im Gepäck. Heute sorgen sich irdische Ärzte um das Wohl von Körper und Geist im kalten All und auf fernen Planeten. Sie sind damit zuständig für den größten Unsicherheitsfaktor jeder bemannten Mission. Denn man mag Flugbahnen auf Jahre zentimetergenau im Voraus berechnen können, Menschen bringen die Unberechenbarkeit mit an Bord. Es drohen Blinddarmentzündungen und Strahlungsschäden, Langeweile, Streit und lähmendes Heimweh.

Falls je ein realer Mark Watney in Richtung Mars aufbrechen sollte: In Experimenten auf der Erde und aus der Analyse zurückliegender Missionen haben die Ärzte einiges über die Anforderungen an eine solche Expedition herausgefunden – selbst wenn sie ohne Robinsonade verliefe. Bis zur Landung auf einem fernen Planeten gilt es, vier Phasen zu überstehen. Jede hat ihre Tücken.

Dieser Artikel stammt aus der ZEIT Nr. 41 vom 08.10.2015.

1. Vor dem Start

Keine Mission ohne Crew, aber sollen nur extrem gesunde Anwärter mit? Wie ist ein Team idealerweise zusammengesetzt? "Früher war die Auswahl von Astronauten rigoros", sagt Volker Damann. Er leitet im Europäischen Astronautenzentrum EAC in Köln den Bereich Raumfahrtmedizin. Rigoros, das hieß: "Es durften nur die Besten mitmachen, weil man durch Ausfälle keine Steuergelder aufs Spiel setzen wollte." Dann aber drängten Laien-Astronauten wie die Multimillionäre Dennis Tito oder Mark Shuttleworth ins All. "Plötzlich bewarben sich sehr reiche Menschen um einen Aufenthalt in der internationalen Raumstation ISS", sagt Damann, "die entweder jung ihren Reichtum erworben und einen entsprechenden Lebensstil hatten oder aber alt sind und deshalb Gesundheitsprobleme haben."

So plagte den Unternehmer Gregory Olsen, der bei seinen Flugvorbereitungen bereits 60 Jahre alt war, ein Lungenemphysem. "Solch ein Beispiel", sagt Damann, "ist schon exemplarisch für medizinische Fälle, die früher nie eine Chance gehabt hätten." Olsen ließ sich operieren, durchlief danach strenge Belastungstests und flog schließlich 2005 zur ISS.

Raumfahrttouristen brachten also Geld mit, aber auch potenzielle Überraschungen. Den Ingenieuren, die es gewohnt waren, mit präzisen Zahlen zu jonglieren, genügten vage Angaben über die Fitness der Gäste nicht. Um das Risiko für einen Missionsabbruch durch körperliche oder mentale Einschränkungen der Crew zu berechnen, gruben die Mediziner alle verfügbaren Daten aus und bezifferten die Ausfallwahrscheinlichkeit für einzelne Gebrechen. Der Missionsleiter konnte dann ein Risiko entweder bewusst in Kauf nehmen oder Gegenmaßnahmen entwickeln. Diese neue Güterabwägung hatte auch Auswirkungen auf die Auswahl von Berufsastronauten. Sie wurde irdischer. Inzwischen dürfen auch Menschen mit kleinen Fehlern ins All. So sind die Anforderungen an das Sehvermögen gesunken, und die Fitness muss nicht mehr extrem sein – sie sollte der eines normalen, gesunden Erdenbürgers entsprechen.