Die Besatzungsmitglieder der Internationalen Raumstation haben jede Menge Gesellschaft – Millionen von Bakterien und anderen Mikroben. Der menschliche Körper enthält zehnmal mehr Mikroben als menschliche Zellen, und Bakterien und Pilze wachsen in und auf nahezu allem um uns herum auf der Erde.
Die meisten Bakterien sind harmlos und viele sind für das Funktionieren und Wohlbefinden des Menschen nützlich oder sogar unerlässlich. Allerdings kann die Mikrogravitation die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass einige Mikroben Krankheiten verursachen, und Bakterien und Pilze können die Funktion von Raumfahrzeugsystemen beeinträchtigen, indem sie beispielsweise Metall korrodieren. Diese Organismen könnten auch andere Planetenkörper kontaminieren, auf denen Raumschiffe und Menschen landen.
Einige Mikroben nehmen zwangsläufig Besatzungsmitglieder und Fracht auf dem Weg zur Raumstation mit und es ist wichtig, diejenigen zu identifizieren und zu kontrollieren, die schädlich sein können – insbesondere in einer geschlossenen Umgebung wie einem Raumschiff. Bei mehreren Untersuchungen wurden die kleinsten Bewohner der Station aufgespürt, identifiziert und analysiert, um Besatzungsmitglieder und Ausrüstung – und sogar andere Planeten – vor potenziellen Bedrohungen zu schützen.
Eine aktuelle Untersuchung, ISS Boeing Antimicrobial Coating, testet Oberflächenbeschichtungen, die das Wachstum von Mikroben hemmen sollen, um Besatzungsmitglieder und Ausrüstung auf einem Raumschiff zu schützen. Auf der Erde könnten solche Beschichtungen dazu beitragen, Krankheiten zu reduzieren, die durch berührende Oberflächen in Flugzeugkabinen, Gesundheitseinrichtungen, öffentlichen Verkehrsmitteln und anderen Umgebungen übertragen werden.
Das Microbial Observatory-1 war eine der ersten Untersuchungen zur Überwachung der auf der Raumstation vorhandenen Mikrobenarten. Forscher haben die Genome mehrerer Mikroorganismen hergestellt, darunter auch einige, die als Krankheitserreger wirken und Krankheiten verursachen können. Zu den veröffentlichten Ergebnissen gehört ein umfassender Katalog von Bakterien und Pilzen, die im NASA GeneLab-System hinterlegt wurden.
Die Untersuchung „Microbial Tracking-2“ setzte eine Serie zur Überwachung der Mikrobenarten auf der Raumstation fort und versuchte, alle Mikrobenarten mit krankheitsverursachendem Potenzial zu katalogisieren und zu charakterisieren. Die Forscher erstellten Gesamtgenomsequenzen von 94 Pilzstämmen und 96 Bakterienstämmen von 14 Arten.
Die Daten zeigten auch, dass Staphylococcus- und Malassezia-Arten die häufigsten Bakterien bzw. Pilze auf der Raumstation waren und dass insgesamt mit der menschlichen Haut verbundene Mikroorganismen das Oberflächenmikrobiom dominierten.
BioRisk-MSV, eine langjährige Roscosmos-Untersuchung, untersuchte physikalische und genetische Veränderungen bei Bakterien und Pilzen auf Innen- und Außenflächen der Raumstation. Forscher fanden heraus, dass Mikroorganismen in dieser extremen Umgebung nicht nur überleben, sondern auch ihre Fortpflanzungsfähigkeit behalten. Die meisten Mikroorganismen zeigten außerdem eine erhöhte biochemische Aktivität und Antibiotikaresistenz.
Diese Erkenntnisse haben Auswirkungen auf die Entwicklung planetarer Quarantänemethoden und biomedizinischer Sicherheitssysteme für zukünftige Missionen.
Die TEST-Untersuchung von Roscomos untersuchte Proben von der Außenoberfläche der Raumstation und in Lebenserhaltungssystemen. Diese Arbeit zeigte, dass es möglich war, Daten über lebensfähige Mikroorganismen im offenen Raum zu sammeln und spezifische, dort vorkommende, nicht sporenbildende Bakterien zu identifizieren.
Forscher fanden auch Land- und Meeresbakterien in kosmischen Staubproben, die während eines Weltraumspaziergangs gesammelt wurden. Diese Mikroben können über den globalen Stromkreis (eine kontinuierliche Bewegung elektrischer Ladungsträger wie Ionen) aus der oberen Atmosphäre übertragen werden oder ihren Ursprung im Weltraum haben.
Die ISS External Microorganisms der NASA planen, diese Arbeit fortzusetzen und Proben in der Nähe von Entlüftungsöffnungen von Lebenserhaltungssystemen außerhalb der Station zu sammeln, um zu untersuchen, ob das Raumschiff Mikroorganismen freisetzt und, wenn ja, wie viele und wie weit sie reisen können.
Myco, eine Untersuchung der JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), untersuchte, ob von Besatzungsmitgliedern eingeatmete oder auf der Haut haftende Pilze als Allergene wirken können. Die Daten zeigten eine erhöhte relative Häufigkeit eines häufigen Pilzes, der mit seborrhoischer Dermatitis (einem juckenden Hautausschlag) in Verbindung gebracht wird, sowie das Vorhandensein mehrerer Arten von Pilzen, die auf der Haut nicht häufig vorkommen.
Die Ergebnisse zeigten auch eine große Menge an Hefepilzen, die vor dem Flug möglicherweise auf der Haut einiger Besatzungsmitglieder hafteten, was darauf hindeutet, dass sich ein spezifischer oder ungewöhnlicher Mikroorganismus in einer geschlossenen Umgebung vermehren kann. Diese Studie war die erste, die Veränderungen in der Hautpilz-Mikrobiota von Astronauten im Laufe der Zeit aufdeckte.
JAXA führte außerdem eine Reihe von Experimenten durch, Microbe-I, Microbe-III und Microbe-IV, und überwachte die Häufigkeit und Vielfalt von Pilzen und Bakterien in Kibo, dem japanischen Experimentiermodul der Station. Diese Arbeit führte zu mehreren Veröffentlichungen, in denen über die Art und Anzahl der nachgewiesenen Mikroorganismen berichtet wurde.
Die internen Umgebungen der ISS lieferten eine Basislinie der Schadstoffe auf der Raumstation. Diese Daten geben Aufschluss über die Mikroben, die von der ersten Bauphase bis zur laufenden Besiedlung des umlaufenden Labors vorhanden sind.
Diese und andere Forschungen zu den Mikroorganismen in und um die Raumstation tragen dazu bei, dass die Besatzungsmitglieder bei aktuellen und zukünftigen Missionen in sicherer Gesellschaft bleiben.