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StartseiteForschung aktuell40 Ratten sind ein Mann14.07.2010

40 Ratten sind ein Mann

Esa-Projekt Melissa entwickelt ein Lebenserhaltungssystem für Weltraumflüge

Raumfahrt. - In Barcelona haben Forscher der Esa eine Pilotanlage für ein Raumschiff-Lebenserhaltungssystem aufgebaut. Die Anlage entgiftet Biomüll und soll Nahrung und Sauerstoff liefern. Bald startet ein Versuch mit Ratten, die zwei Jahre lang ausschließlich durch das Lebenserhaltungssystem beatmet werden.

Von Frank Grotelüschen

Für Reisen zum Roten Planeten Mars will man benötigte Lebensmittel oder Sauerstoff "on the fly" produzieren. (NASA)
Für Reisen zum Roten Planeten Mars will man benötigte Lebensmittel oder Sauerstoff "on the fly" produzieren. (NASA)
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Wir schreiben das Jahr 2050. Von Cape Canaveral aus steigt eine riesige Rakete zum Himmel. Ihr Ziel: der Mars. An Bord: Astronauten, jede Menge wissenschaftliches Gerät - und das Lebenserhaltungssystem Melissa. Melissa steht für Micro-Ecological Life Support System Alternative, was auf Deutsch soviel heißt wie mikroökologisches Lebensunterstützungssystem. Es recycelt Biomüll, Abluft und Abwasser zu fast 100 Prozent und versorgt die Crew mit Sauerstoff, Trinkwasser und frischer Nahrung.

Noch aber ist das nur eine Vision. Denn noch gibt es Melissa nur als Laborapparatur: diverse klobige Tonnen und Schränke, verbunden durch lauter Röhren und Ventile, verteilt auf vier Laborräume. Das Projekt, koordiniert von der Europäischen Weltraumagentur Esa, findet sich auf dem Campus der autonomen Universität Barcelona. Projektmanager Christophe Lasseur zeigt auf das erste der insgesamt fünf Module.

"Hier kommen die biologischen Abfälle rein: Pflanzenreste, Essensreste, Fäkalien. Da drin sorgt eine ganze Reihe von Mikroben dafür, dass große Moleküle in kleine gespalten werden."

In der Metalltonne zersetzen Mikroorganismen bei 55 Grad Celsius den Müll zu Fettsäuren, Mineralien und Ammoniak. In den folgenden Modulen verwandeln Rotalgen Fettsäuren in CO2, und Nitratbakterien machen aus Ammoniak Stickstoffdünger. Beides braucht man im Algenreaktor - eine Glassäule gefüllt mit einer dunkelgrünen Flüssigkeit, beleuchtet durch Halogenstrahler. Hier wächst die Blaualge Spirulina. Sie erzeugt nicht nur Sauerstoff, sondern lässt sich auch trefflich verspeisen, sagt Lasseur.

"Sie ist äußerst proteinhaltig und eignet sich sehr für die Ernährung der Astronauten. Spirulina schmeckt eigentlich nach nichts, hat aber eine intensive dunkelgrüne Farbe - vielleicht etwas gewöhnungsbedürftig für unsere Essgewohnheiten."

Deutlich appetitlicher sieht das aus, was im nächsten Modul wächst, einer große blauen Box, sechs Meter lang und innen hell erleuchtet. Es ist Salat.

"Hier links kommen die Setzlinge hinein. Wir stecken sie direkt in eine Nährlösung. Dann lassen wir sie ganz langsam durch die Kammer fahren, wobei sie stetig wachsen. Nach einer guten Woche lässt sich der Salat dann ernten, um etwas Leckeres zuzubereiten."

Auch andere Pflanzen ließen sich im Bioreaktor ziehen, Weizen etwa. Allerdings wäre der erst nach drei Monaten reif. Jedes Modul einzeln funktioniere schon ganz gut, sagt Lasseur. Was noch fehlt, ist die Nagelprobe: Das Zusammenschalten der Module zu einem geschlossenen Kreislauf, der Biomüll, Abwasser und verbrauchte Luft umwandelt in Sauerstoff, Wasser und Nahrung. Diese Nagelprobe soll bald beginnen - allerdings nicht mit Astronauten, sondern mit Ratten.

"Hier sehen Sie unsere kleinen Probanden. Die einen fungieren als Vergleichsgruppe, sie atmen einfach die Laborluft. Die andere Gruppe dagegen soll die Luft atmen, die von Melissa erzeugt wird. Insgesamt sind es 40 Ratten. Warum gerade 40? Nun - 40 Ratten verbrauchen in etwa so viel Sauerstoff wie ein Astronaut."

Zwei Jahre lang sollen die Ratten in dem geschlossenen Sauerstoff-Kreislauf leben. Das Futter allerdings werden sie von außen kriegen. Das Ergebnis, so hoffen die Esa-Experten, soll ein detailliertes Verständnis der einzelnen Prozesse in dem komplexen Kreislauf sein. Und dann erst können die Forscher allmählich an den nächsten Schritt denken.

"Um ein geschlossenes Lebenserhaltungssystem mit Menschen auszuprobieren, brauchen wir eine deutlich leistungsfähigere Anlage als diese. Und das wird frühestens um das Jahr 2020 möglich sein."

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