HUNTSVILLE / ALABAMA / LONDON (IT BOLTWISE) – Astronauten könnten künftig Textilien mit einem Kaltplasma-Strahl reinigen und dabei Geruch verursachende Mikroben gezielt abtöten. Das Verfahren nutzt eine Mischung aus Helium, Luft und Wasserdampf, die durch elektrische Impulse Ionen erzeugt, welche in die Faserstruktur eindringen. Damit entsteht eine Option für Langzeitmissionen zu Mond und Mars, in denen Nachschub von der Erde nicht dauerhaft möglich ist. Forschende arbeiten bereits an alltagstauglicheren Varianten wie einer „Plasma-Waschmaschine“ und einem Plasma-Jet-Vakuumgerät.
Für viele Missionen zur Internationalen Raumstation (ISS) ist Kleidung ein logistisches Nebenproblem: Nach Tagen oder Wochen werden Textilien gesammelt und wieder zur Erde zurückgeschickt, wo sie beim Wiedereintritt in der Atmosphäre verbrennen. Diese Lösung funktioniert zwar für relativ kurze Zeitfenster, skaliert aber schlecht für Aufenthalte mit längeren Standzeiten, etwa in Habitaten auf dem Mond oder dem Mars. Genau an dieser Stelle setzt die aktuelle Forschung an: Ein Team um Gabe Xu (University of Alabama in Huntsville) und Chelsi Cassilly (NASA Marshall Space Flight Center) untersucht einen „Laundry Gun“-Ansatz, der Stoffe mit Kaltplasma so behandelt, dass Mikroben absterben und unangenehme Gerüche reduziert werden.
Technisch betrachtet folgt das Verfahren einem klaren Wirkprinzip: In einem Aufbau werden Helium, Luft und Wasserdampf als Gasgemisch mit starken elektrischen Impulsen beaufschlagt. Dadurch entstehen Ionen von Sauerstoff, die anschließend in die „Nischen“ der Textiloberfläche und in Bereiche zwischen den Fasern wandern. Entscheidend ist dabei nicht nur das Abtöten an der Oberfläche, sondern die Art des biologischen Effekts: Die Mikroben werden über oxidativen Stress geschädigt, also durch reaktive Prozesse, die ihre Zellstrukturen und Schutzmechanismen aus dem Gleichgewicht bringen. Laut Xu zeigt das System in Tests deutliche Reduktionen von Sporenkolonien auf Baumwollproben.
Im Vergleich zu klassischen Desinfektionsmethoden zeigt sich der Reiz insbesondere im Umgang mit mikrobiologischer Robustheit. UV-Licht ist als Technologie zwar etablierter, aber nicht jede mikrobielle Spezies reagiert gleich. „Es gibt Mikroben, die UV gegenüber widerstandsfähig sind“, betont Xu sinngemäß; demgegenüber deutet die aktuelle Datenlage darauf hin, dass sich offenbar keine oxidative-Stress-resistenten Varianten in gleicher Weise herauskristallisieren. Aus Unternehmens- und Betriebs-Sicht ist das relevant: In geschlossenen Systemen werden wiederholt vergleichbare Lastprofile erzeugt—Sporen, Biofilmfragmente und Partikel aus dem Alltag—und man möchte nicht bei jeder neuen Kolonievariante das Desinfektionsregime neu kalibrieren. Der Ansatz zielt daher auf einen Mechanismus, der weniger von einzelnen Mikroben-Resistenzmechanismen abhängt.
Auch hinsichtlich Materialverträglichkeit adressiert die Forschung einen zentralen Engpass. Ein verbreitetes Vorurteil gegenüber Plasmatechnik lautet, dass sie zwangsläufig mit hohen Temperaturen und damit mit Beschädigungen einhergeht. Xu erklärt jedoch, dass die Jets in dieser Anwendung nicht mit typischen Lichtbögen oder Schweißprozessen vergleichbar sind. Der praktische Nutzen wird dadurch greifbar: Wenn der Jet so geführt werden kann, dass er keine Faserschädigung erzeugt und keine zusätzliche Gefahrenlage im Habitatraum schafft, sinken die Anforderungen an Abschirmung, Abdichtung und Sicherheits-Workflows. In Tests wurden dem Bericht zufolge Baumwollproben behandelt, ohne dass das Gewebe messbar „mitgenommen“ wurde; parallel sank die Sporenanzahl von sehr hohen Ausgangswerten deutlich.
Damit das Verfahren über den Laborbeweis hinaus operativ wird, rückt die Skalierung in den Mittelpunkt. Die aktuell getestete Version ist relativ punktuell und sterilisiert jeweils nur eine kleine Fläche—weniger als ein Zentimeterbreiter Bereich pro Anwendung. Für Raumfahrtteams ist das im Alltag entscheidend: Kleidung, Decken oder Polster benötigen eine zusammenhängende Flächenabdeckung, sonst bleiben „Hot Spots“ mit Restkeimen zurück. Genau deshalb arbeiten Xu und Cassilly an zwei Konzepten, die das Prinzip in alltagsnähere Formfaktoren übertragen sollen: eine Art „Plasma-Waschmaschine“, bei der die Plasmabehandlung in eine Kammer geführt wird, sowie ein Dual-Jet-Vakuumgerät, das nicht nur Textilien, sondern auch Oberflächen adressieren könnte. In der Industrie erinnert das an die Entwicklung vom Laborprototypen hin zu einem throughput-orientierten Prozessmodul.
In den breiteren Markt- und Technologievergleich lässt sich das Vorhaben gut einordnen: Andere Akteure nutzen im Kontext von Raumfahrt- und Sicherheitsanwendungen häufig UV-C-basierte Systeme, chemische Reinigungschemikalien oder thermische Verfahren. Jede dieser Klassen hat jedoch spezifische Schwächen—UV-C kann durch Abschattung und Materialeigenschaften begrenzt sein, Chemie benötigt Lagerung, Dosierung und potenzielle Rückstände, und thermische Ansätze erhöhen häufig die Materialbelastung sowie den Energiebedarf. Kaltplasma kombiniert dagegen hohe Reaktivität mit einem potenziell geringen Temperaturstress. In Rechenzentrums- und Fabrikprozessen ist Kaltplasma zudem als Prozessgas-basierte Oberflächenbehandlung bereits vertraut; die neue Forschung überträgt diesen Gedanken auf lebensmittelnahe, hygieneorientierte Anforderungen im Habitatkontext.
Marktseitig ist die Relevanz weniger „ein einzelnes Gerät für eine Mission“, sondern die langfristige Betriebssicherheit: Sobald ein Habitat nicht mehr regelmäßig per Versorgungsschiff mit frischer Ausrüstung und Ersatztextilien versorgt wird, wird Hygiene zu einem wiederkehrenden Engineering-Problem. Das erzeugt Nachfrage nach wartungsarmen, energieeffizienten und robust steuerbaren Systemen. Für Entwickler bedeutet das auch eine Schnittstellenfrage: Solche Lösungen müssen in die Betriebssoftware integriert werden—etwa in Form von Prozessparametern (Gasverhältnisse, Impulsenergie, Behandlungsdauer), Sensorik zur Qualitätskontrolle und Sicherheitslogik für Nutzerfreigaben. Gleichzeitig ist Compliance ein Thema: Auch wenn es sich nicht um Humanmedizin handelt, bleibt der Umgang mit Resten, Materialausgasungen und Sicherheitsbarrieren im geschlossenen Raum kritisch.
Die regulatorische und sicherheitstechnische Perspektive ist im Raumfahrtkontext besonders ausgeprägt, weil jedes zusätzliche Risiko die gesamte Missionsarchitektur beeinflusst. Kaltplasma arbeitet zwar mit „kühlen“ Jets, erzeugt jedoch chemisch aktive Spezies; daher müssen Abgasführung, Reinigungszyklen und mögliche Nebenprodukte betrachtet werden. Hinzu kommt die Frage der Datenlage: Je weiter die Anwendung vom engen Laboraufbau weggeht, desto stärker muss die Wirkung gegen unterschiedliche Mikroben- und Materialklassen abgesichert werden—von Textilien bis zu Verbundmaterialien in Innenpolstern. Für Betreiber und Beschaffer ist das ähnlich wie bei industriellen Sterilisationsprozessen: Man benötigt nicht nur eine „wirkt“-Aussage, sondern reproduzierbare Prozessfenster und nachvollziehbare Prüfmethoden.
Für die Zukunft ist die wahrscheinlichste Entwicklung eine schrittweise Produkterweiterung: erst punktuelle Pilotgeräte, dann modulare Kammerlösungen, anschließend integrierte Konzepte für Textilien und Oberflächen. Im Idealfall entsteht daraus ein skalierbares Hygiene-Subsystem, das nicht nur Gerüche reduziert, sondern auch die mikrobiologische Belastung im Habitat senkt—und damit indirekt das Wohlbefinden der Crew sowie die Wartungsintervalle von Filtern und Lüftung beeinflusst. Wenn die geplanten Versionen tatsächlich die Durchsatzfrage lösen, könnte das Kaltplasma-Verfahren eine attraktive Alternative zu UV- oder chemiebasierten Workflows werden. Für Entwickler eröffnet das zudem Chancen bei KI-gestützter Prozesssteuerung: Parameter könnten anhand von Materialtypen, Feuchtegrad und Nutzungsprofilen automatisch optimiert werden, um Energieverbrauch und Behandlungszeit zu minimieren.
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