DRESDEN / LONDON (IT BOLTWISE) – Forschende der TU Dresden untersuchen, wie Mond- und Marsgestein zur Kultivierung von Mikroorganismen genutzt werden kann. Diese Forschung könnte die Unabhängigkeit von Astronauten bei Langzeitmissionen im All erheblich verbessern. Durch den Einsatz von 3D-Bioprinting-Technologien könnten lebenswichtige Ressourcen direkt vor Ort erzeugt werden.
Die Raumfahrt steht an der Schwelle zu einer neuen Ära, in der die Unabhängigkeit von der Erde für Langzeitmissionen entscheidend wird. An der Technischen Universität Dresden wird intensiv daran geforscht, wie Mond- und Marsgestein, sogenanntes Regolith, genutzt werden kann, um Mikroorganismen wie Mikroalgen zu kultivieren. Diese könnten in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Versorgung von Astronauten mit Sauerstoff und Nahrung spielen.
Johannes Windisch und sein Team am Zentrum für Translationale Knochen-, Gelenk- und Weichgewebeforschung der TU Dresden setzen auf 3D-Bioprinting, um lebende Strukturen zu schaffen, die im All lebenswichtige Funktionen übernehmen können. Dabei wird untersucht, wie Regolith als Nährstoffquelle für Mikroalgen dienen kann, die wiederum Sauerstoff produzieren und Abwasser reinigen könnten. Diese Technologien sind nicht nur für die medizinische Versorgung von Interesse, sondern auch für die Schaffung von Kreislaufsystemen zur Lebenserhaltung im All.
Der Einsatz von 3D-Druckern ermöglicht es, die Algen in spezielle Hydrogele einzubetten, die dann in einer Art Gitterstruktur gedruckt werden. Diese Struktur kann im Experiment mit Abwasser durchströmt werden, um den Stoffwechsel der Algen zu untersuchen. Dabei wird analysiert, wie viel CO2 aufgenommen und wie viel Sauerstoff abgegeben wird. Auch die Verstoffwechselung von Nitraten und Phosphaten, die aus dem Abwasser entfernt werden sollen, wird untersucht.
Für die Experimente wird kein echtes Mond- oder Marsgestein verwendet, da dieses extrem teuer wäre. Stattdessen greifen die Forschenden auf Regolith-Simulantien zurück, die an der University of Central Florida entwickelt wurden. Diese Ersatzmaterialien sind mineralisch und chemisch dem echten Gestein sehr ähnlich und bieten eine kostengünstige Möglichkeit, die Bedingungen auf Mond und Mars im Labor nachzustellen.
Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass Regolith als Nährstoffquelle für Mikroorganismen durchaus Potenzial hat, auch wenn es keine perfekte Lösung gibt. Unterschiedliche Regolith-Simulantien setzen in verschiedenen Kulturmedien unterschiedliche Stoffe frei, die von Mikroalgen oder Cyanobakterien unterschiedlich genutzt werden. Dennoch konnten Rezepte entwickelt werden, welche Stoffe von der Erde mitgebracht werden müssen und welche durch das Regolith verfügbar wären.
Die Forschungsergebnisse könnten in Zukunft auf die echten Bedingungen auf Mond und Mars übertragen werden, wobei der konkrete Ort eine Rolle spielt. Auf dem Mars müsste beispielsweise der Perchlorat-Gehalt des Regoliths berücksichtigt werden. Ein Vorteil des Regoliths ist jedoch seine nahezu unbegrenzte Verfügbarkeit und Sterilität, was es zu einem wertvollen Rohstoff für die Raumfahrt macht.
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