Nachhaltige Weltraumforschung wird Mikroben nutzbar machen

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Globale Erwärmung, Umweltverschmutzung und schwindende Ressourcen erzeugen große Dringlichkeit unter Wissenschaftlern, die nach Lösungen suchen, indem sie die Grenzen der Erforschung erweitern und neue Technologien entwickeln.

Dabei denken sie groß: Sie fragen nicht nur, wie man diese Probleme zu Hause löst, sondern auch, wie man Effizienz und Nachhaltigkeit in die Weltraumforschung bringt.

Aber es stellt sich heraus, dass einige Lösungen aus dem Denken in kleinen Dimensionen resultieren.

Forscher aus fünf Kontinenten veröffentlichten diese Woche einen Bericht in Naturkommunikation dass auf Mikroben basierende Technologien das zukünftige Leben im Weltraum wirtschaftlicher und nachhaltiger machen können.

Sie stellen sich vor, dass im Weltraum aufgezogene Mikrobenkolonien verwendet werden, um neue Medikamente herzustellen, durch Recycling saubere Luft zu erzeugen und sogar „protein- und lipidreiche mikrobielle Biomasse für die Lebensmittelproduktion“ zu schaffen, indem Mikroben genutzt werden, die von menschlichen Abfällen leben.

„Wir wollten der wissenschaftlichen Gemeinschaft sagen, … dass Mikroorganismen die bemannte Weltraumforschung wirklich unterstützen können, und insbesondere, dass sie sie auf nachhaltige Weise unterstützen können“, sagte Rosa Santomartino, die Hauptautorin des Berichts und Forscherin am UK Centre for Astrobiology in Edinburgh, in einem kürzlichen Interview.

„Mikroben sind wirklich erstaunlich und erledigen viele Aufgaben für uns auf der Erde, oft ohne dass wir es merken“, sagte Santomartino gegenüber CNET. „Mikroben werden beispielsweise in der Arzneimittelindustrie häufig zur Herstellung von Insulin und Antibiotika sowie zur Gewinnung von Metallen aus Minen eingesetzt, und in jüngerer Zeit gab es Bemühungen, sie zum Bau von Strukturen zu verwenden.“

Insgesamt diskutieren die Forscher neun Ansätze, um die Weltraumforschung „zirkulärer“, also selbsttragender, zu machen. Zu den Schlüsselbegriffen gehören:

  • Mikrobielle Prozesse können Gestein abbauen, um wertvolle Elemente zu erkennen und zu extrahieren, und dies effizienter als aktuelle mechanische Prozesse. Biomining für Kupfer, Gold und Nickel, heißt es in dem Bericht, ist bereits im kommerziellen Maßstab kostengünstig.
  • Die Verwendung von biogeochemischen Prozessen zur Herstellung von Bindemitteln kann zur strukturellen Reparatur verwendet werden. Dies würde die Abhängigkeit von kostspieligen Rohstoffen verringern, die derzeit für den Bau und die Instandhaltung von Gebäuden verwendet werden.
  • Mikroben sind großartige Recycler. Gegenwärtige Verfahren können dieselben Kunststoffe nur wenige Male recyceln, bevor sich ihre Qualität auf ein inakzeptables Niveau verschlechtert. Aber plastikfressende Mikroben zerlegen das Material in seine ursprünglichen Bestandteile, aus denen wiederum gesunder, neuer Kunststoff erzeugt werden kann.
  • Anaerobe Bakterien ernähren sich von menschlichen Ausscheidungen. Dabei können sie elektrische Ladungen erzeugen. Diese Elektriker können Lampen und Geräte wirtschaftlich mit Strom versorgen und gleichzeitig organische Abfälle reduzieren.
  • Mikroben können verwendet werden, um toxische Verbindungen wie Schwermetalle, radioaktive Verbindungen, Säuren und verschiedene Schadstoffe aus dem Boden zu entfernen.
  • Luftbiosanierung. Dies kann die Luft in Weltraumhabitaten reinigen. Während aktuelle Ansätze zur Entfernung von Kohlendioxid aus der Luft nicht sehr effizient sind, gehen so viel Wasserstoff und Kohlenstoff verloren und müssen ersetzt werden. Die mikrobielle Sanierung kann Kohlendioxid aus der Luft entfernen und gleichzeitig Kohlenstoff für die Herstellung von Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln erhalten.

    • Die Forscher verhehlen nicht ihren festen Glauben an die Nützlichkeit eines mikrobiellen Ansatzes für die Weltraumforschung. „Die Debatte über den öffentlichen Nutzen der Raumfahrt und Erforschung ist gesund und notwendig“, heißt es in dem Bericht, „aber im Bereich der Nachhaltigkeit könnten Weltraumbefürworter jetzt die Gelegenheit haben, diese Debatte für eine Generation zu gewinnen.“

    Mehr Informationen:
    Rosa Santomartino et al., Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Weltraumforschung: ein Fahrplan zur Nutzung der Kraft von Mikroorganismen, Naturkommunikation (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-37070-2

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