Bei der Planung von Missionen mit langer Besatzung ist es eines der wichtigsten Dinge, sicherzustellen, dass die Besatzungen über das Nötigste verfügen, um von Dauer zu sein. Das ist nicht einfach
Laut einer neuen Untersuchung an Bord der Internationalen Raumstation könnte eine mögliche Lösung in einem hybriden Lebenserhaltungssystem (LSS) liegen. In einem solchen System, das in naher Zukunft an Bord von Raumfahrzeugen und Raumstationen eingesetzt werden könnte, würden Mikroalgen verwendet, um Luft und Wasser zu reinigen und möglicherweise sogar Lebensmittel für die Besatzung herzustellen.
Bereits 2008 begannen Forscher des Instituts für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart mit der Erforschung möglicher Weltraumanwendungen für Mikroalgen. Bis 2014 begannen sie in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dem privaten Luft- und Raumfahrtunternehmen Airbus mit der Entwicklung eines Photobioreaktors (PBR) benutzte die Mikroalgen Chlorella
Diese
„Der Einsatz biologischer Systeme im Allgemeinen gewinnt für Missionen mit zunehmender Dauer und Entfernung von der Erde an Bedeutung. Um die Abhängigkeit von der Versorgung mit der Erde weiter zu verringern, sollten so viele Ressourcen wie möglich an Bord recycelt werden.
Während die Widerstandsfähigkeit der Algen gegenüber Weltraumbedingungen bei kleinen Zellkulturen auf der Erde weitgehend nachgewiesen wurde, wird diese Untersuchung der erste echte Test im Weltraum sein. Zu diesem Zweck schalten Astronauten an Bord der ISS die Systemhardware ein und lassen die Mikroalgen 180 Tage lang wachsen.
Dies gibt den Forschern an Bord der ISS genügend Zeit, um zu bewerten, wie sich der Photobioreaktor im Weltraum verhält, insbesondere wie gut die Algen wachsen und Kohlendioxid verarbeiten. In der Zwischenzeit werden die Forscher auf der Erde gewachsene Proben zum Vergleich analysieren, um die Auswirkungen der Mikrogravitation und der Weltraumstrahlung auf die Mikroalgen abschätzen zu können.
Das Team der Universität Stuttgart ist von seinem Photobioreaktor überzeugt, was zum großen Teil darauf zurückzuführen ist, dass er auf einer der am besten untersuchten und charakterisierten Algenarten der Welt beruht. Über seine Anwendungen für die Abwasserbehandlung und Biokraftstoffe hinaus, Chlorella wird auch in Tierfutter, Aquakultur, Nahrungsergänzungsmitteln und als Biodünger verwendet.
Deshalb betrachten das Wissenschaftsteam und die NASA es als potenzielle Nahrungsquelle für Astronauten. Als Harald Helisch, Biotechnologe am Institut für Raumfahrtsysteme und Mitforscher am
“Chlorella Biomasse ist ein weit verbreitetes Nahrungsergänzungsmittel und kann dank seines hohen Gehalts an Eiweiß, ungesättigten Fettsäuren und verschiedenen Vitaminen, einschließlich B12, zu einer ausgewogenen Ernährung beitragen. Wenn Sie Sushi mögen, werden Sie es lieben. “
In dieser Hinsicht könnte ein Photobioreaktor als Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln fungieren. In der gleichen Weise, wie Menschen getrockneten Seetang zu ihrem Essen für die zusätzliche Ernährung hinzufügen, getrocknete Flocken von Chlorella könnten zu den Mahlzeiten der Astronauten hinzugefügt werden, um sie zu stärken. Gleichzeitig filtern die Algenkulturen das Wasser und die Luft des Schiffes, um die Besatzung zu unterstützen.
Langfristiges Ziel dieser Forschung ist es vor allem, Langzeit-Weltraummissionen zu ermöglichen. Ob es sich um bemannte Missionen zur Mondoberfläche, bemannte Missionen zum Mars oder zu anderen entfernten Orten im Sonnensystem handelt, die größten Herausforderungen bestehen darin, Wege zu finden, um die Gesamtmasse der Weltraumsysteme zu reduzieren (um Kosten zu senken) und von der Versorgung abhängig zu sein Missionen. Johannes Martin, einer der Mitermittler, drückte es so aus:
„Um dies zu erreichen, umfassen zukünftige Schwerpunkte die Weiterverarbeitung der Algen zu essbaren Nahrungsmitteln und die Erweiterung des Systems, um einen Astronauten mit Sauerstoff zu versorgen. Wir werden auch an Verbindungen mit anderen Teilsystemen des LSS wie dem Abwasserbehandlungssystem sowie an der Übertragung und Anpassung der Technologie an ein schwerkraftbasiertes System wie eine Mondbasis arbeiten. “
Mit Blick auf die Zukunft ist klar, dass Lösungen für das Leben außerhalb der Welt wahrscheinlich sowohl mechanische als auch biologische Systeme umfassen. Durch die Verschmelzung von Bio und Synthetik haben wir eine bessere Chance, Systeme zu schaffen, die langfristig Nachhaltigkeit und Selbstversorgung gewährleisten.
