Der Mensch

John McFall ist Facharzt für Traumatologie und Orthopädie, ehemaliger Paralympionike und der erste Astronaut mit einer körperlichen Behinderung. Nach einem Motorradunfall wurde ihm mit 19 Jahren das rechte Bein oberhalb des Knies amputiert. Seitdem zeigt der Brite eindrucksvoll, was mit moderner Medizintechnik und Rehabilitation alles möglich ist. Mit einer Prothese von Ottobock setzte er seine akademische und seine sportliche Laufbahn fort. McFall studierte Sport- und Bewegungswissenschaften, wandte sich später der Medizin zu und spezialisierte sich als Unfallchirurg.

Außerdem trainierte McFall hart, um an den Paralympischen Spielen teilzunehmen. In der Klasse der Oberschenkelamputierten wurde er einer der schnellsten Männer der Welt über 100 Meter und 200 Meter, gewann unter anderem die Bronzemedaille über 100 Meter bei den Paralympischen Spielen 2008 in Peking. Im Jahr 2024 wurde McFall als Fahnenträger für die Eröffnungszeremonie der Paralympischen Spiele in Paris ausgewählt, eine Anerkennung seiner herausragenden Leistungen in Sport und Wissenschaft.

Auf seinem Instagram-Profil beschreibt sich John McFall selbst als "Husband : Father : Amputee : Paralympic Medalist : Trauma & Orthopaedic Surgeon : ESA Astronaut Reserve". Das 44-jährige Multitalent, geboren 1981, lebt heute mit seiner Frau und den drei Kindern in Bonn, dem deutschen Standort der European Space Agency. Die ESA hatte ihn 2022 ausgewählt, um die Machbarkeit von Weltraummissionen für Menschen mit körperlichen Behinderungen zu untersuchen.

Die Mission

Die Machbarkeitsstudie „Fly!“ hat mit John McFall als Mitglied der ESA-Astronautenreserve untersucht, wie Menschen mit Amputationen der unteren Gliedmaßen in Raumfahrtmissionen integriert werden können. Ziel war es, Barrieren für Menschen mit Behinderungen zu identifizieren und abzubauen, um ihnen eine aktive Teilnahme an Langzeitmissionen zur Internationalen Raumstation (ISS) zu ermöglichen. Mit „Fly!“ erkennt die ESA an, dass es talentierte und mental geeignete Menschen gibt, die bislang aufgrund physischer Einschränkungen von der Raumfahrt ausgeschlossen waren. Das Projekt ist ein bedeutender Schritt in Richtung Inklusion und Diversität in der Raumfahrt.

Seit seiner Auswahl 2022 hat McFall intensiv für einen möglichen Einsatz im All trainiert. Dazu gehörten Parabelflüge und Taucheinsätze, um die Bedingungen der Schwerelosigkeit zu simulieren. Als ehemaliger paralympischer Athlet und orthopädischer Chirurg bringt er wertvolle Erfahrungen mit, um innovative Lösungen für Herausforderungen wie Schwerelosigkeit, Fitnessanforderungen und technologische Anpassungen zu entwickeln.

Anfang 2025 erhielt McFall das medizinische Zertifikat, das ihm einen mehrmonatigen Aufenthalt auf der ISS ermöglichen könnte. Wann genau er ins All fliegt, ist jedoch noch ungewiss – wie alle Astronauten der Reserve wartet er auf die Zuteilung einer Mission.

Die Zusammenarbeit

John McFall und Ottobock arbeiten seit rund zehn Jahren immer wieder eng zusammen, sowohl im Marketing als auch in der Entwicklung. McFall ist zum Beispiel Testanwender des neuen Prothesenkniegelenks Genium X4 für besonders aktive Menschen und gibt mit seiner Expertise wertvolle Impulse zur Weiterentwicklung von Produkten. Nun erreicht die Zusammenarbeit mit der globalen Entwicklungsorganisation von Ottobock eine neue Dimension – ein bahnbrechendes Projekt: eine Langzeitmission auf der Internationalen Raumstation (ISS).

In diesem Rahmen wurde Ottobock 2023 von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) als offizieller Zulieferer für die spezielle Prothesenversorgung ausgewählt. Die hierfür nötige Hardware unterliegt den extrem strengen Sicherheitsrichtlinien des ‚Independent Safety Office‘, das für die Sicherheit der Astronauten verantwortlich ist. Jedes einzelne Bauteil muss vom ‚European Safety Review Panel‘ zertifiziert werden. In diesem Prozess arbeiten die Sicherheitsexperten der ESA eng zusammen mit Ottobock Entwicklern, Materialexperten und Orthopädietechnikern – sowie natürlich mit McFall selbst. Er ist intensiv in die gesamte Entwicklung eingebunden und testet seine Prothesenversorgung unter extremen Bedingungen, z.B. Schwerlosigkeit während Parabelflügen, um die bestmögliche Lösung für den Einsatz im All zu definieren.

Prothesen im All

Warum benötigt John McFall überhaupt eine Prothese im All? Diese Frage stand am Beginn der Überlegungen, und schnell waren sich die Expertinnen und Experten einig: Es gibt zahlreiche Situationen, in denen eine Prothese unverzichtbar ist. Ein zentraler Aspekt ist das tägliche Training der Astronauten auf einer Langzeitmission, um ihre körperliche Fitness zu erhalten. Dafür stehen an Bord der Raumstation verschiedene Fitnessgeräte zur Verfügung, darunter ein Laufband mit Befestigungssystem für den Astronauten, ein stationäres Fahrrad sowie weitere Trainingsgeräte. Darüber hinaus übernimmt die Beinprothese sicherheitskritische Funktionen, etwa die Stabilisierung bei einem Rückstoß – beispielsweise beim Einsatz eines Feuerlöschers – oder die Unterstützung eines schnellen Notausstiegs aus der Rakete vor dem Start.

Die Aufgabe der Expertinnen und Experten besteht nun darin, einerseits die Funktionsfähigkeit der Prothesen unter extremen Bedingungen sicherzustellen und andererseits zu gewährleisten, dass von den Prothesenteilen selbst keine Gefahr ausgeht (z. B. durch brennbare oder ausgasende Materialien). Hierfür wird eine detaillierte Risikoanalyse durchgeführt, und die verschiedenen Komponenten werden sowohl im Labor als auch während Parabelflügen in simulierter Schwerelosigkeit umfassend getestet.

Parabelflüge als Härtest

Diese speziellen Flugmanöver werden an drei Tagen Mitte Mai 2025 von einem Militärflughafen in Bordeaux, Frankreich, aus durchgeführt. Dabei absolviert das Flugzeug etwa 30 steile Auf- und Abstiegsbewegungen pro Flug. Sobald das Flugzeug den höchsten Punkt der Flugbahn erreicht, reduziert es den Schub und geht in einen kontrollierten Sinkflug über. In dieser Phase – die etwa 25 Sekunden dauert – herrscht für die Insassen Schwerelosigkeit, da sie sich gemeinsam mit dem Flugzeug im freien Fall befinden.

Begleitet wird John McFall dabei von Alexander Pappe und Fabian Osswald aus dem F&E-Team von Ottobock sowie Dries Glorieux vom belgischen Sanitätshaus VIGO, der seit vielen Jahren für Johns Prothesenversorgung zuständig ist. Das Team testet während der Parabelflüge unter anderem die Funktionsfähigkeit des Genium X4 mit einer angepassten Programmierung sowie die Eignung des Sportkniegelenks 3S80 mit Running Blade für das spezielle Laufband. Die dafür notwendigen Sensoren und Analyseinstrumente wurden Anfang April am Ottobock Standort in Wien im Ganglabor aufgebaut und erfolgreich geprüft. Zudem konnte John dort erstmals den Prototyp eines 3D-gedruckten Covers für seine Prothese testen. Dieses soll er im Raumanzug tragen – die zusätzliche Schutzschicht verhindert, dass der Anzug von der Prothese beschädigt werden kann.

Die Ausrüstung fürs All

Folgende Versorgung ist für John McFalls Mission geplant:

• Für den alltäglichen Einsatz in der Raumstation sowie tägliches Kraft- und Ergometer-Training: Mikroprozessor-gesteuertes Prothesenkniegelenk Genium X4 mit Taleo Prothesenfuß. Die Programmierung des Genium X4 wird für die Schwerelosigkeit adaptiert. Außerdem werden bestimmte Modi für die Protheseneinstellung definiert, die McFall über eine App schnell ansteuern kann.

• Für das tägliche Training auf dem Laufband: Sportkniegelenk 3S80 und Jogging-Feder. Eine neue „leisere“ Fußsohle soll für eine bessere Akustik in der Raumstation sorgen.

• Für Start und Landung, wenn keine elektronische Prothese möglich ist sowie als Backup: mechanisches Prothesenkniegelenk Dynion (3R85) mit Taleo Prothesenfuß.

• Zum Schutz des Raumanzugs sowie der Prothese: 3D-gedrucktes Cover (derzeit Prototyp): Das vorhandene Bein wird gescannt und die Form in dem Cover „gespiegelt“, wobei im 3D-Drucker mit besonders flexiblem Material gearbeitet wird, das auch in Turnshuh-Sohlen verwendet wird.

• Für einen schnellen Wechsel der Prothesenteile: Der Schaft wird mit einem besonders flachem Quickchange-Adapter ausgestattet, der einen einfachen Wechsel der Knieprothese ermöglicht.

Die Erkenntnisse aus diesem Projekt könnten nicht nur den Weg für zukünftige Astronautinnen und Astronauten mit körperlichen Einschränkungen ebnen, sondern auch Innovationen für die Prothesenversorgung auf der Erde vorantreiben.