Der nächste große Schritt der Menschheit soll auf unseren Nachbarplaneten führen: Ähnlich wie vor der Mondlandung 1969 wird momentan an Konzepten für eine bemannte Marslandung gearbeitet. Nach den etwa neun Monate dauernden Reisen zum Mars sind allerdings längere Aufenthalte geplant. Bei den damit verbundenen Herausforderungen gilt der Grundsatz: Sparen! Denn wegen der enormen Transportkosten sollte so wenig wie möglich Material von der Erde mitgenommen werden, um für die Ausstattung und Verpflegung der Astronauten zu sorgen. Ideal wären demnach Herstellungsmöglichkeiten für Rohstoffe auf dem Mars sowie höchste Effizienz und Nachhaltigkeit im Umgang mit den Ressourcen.
Ein Lösungsansatz dazu sind biologische Systeme – sogenannte bioregenerative Lebenserhaltungssysteme, bei denen Lebewesen zur Erzeugung von Sauerstoff, der Aufbereitung von Abfällen und der Biomasseproduktion zum Einsatz kommen. In diesem Zusammenhang loten die Forscher um Cyprien Verseux vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) an der Universität Bremen das Potenzial der Cyanobakterien aus. Berühmt-berüchtigt sind diese Mikroben vor allem als sogenannte Blaualgen, die im Sommer Seen mit grünem Schleim überziehen. Es handelt sich aber eigentlich nicht um Algen oder Pflanzen, sondern um Bakterien, die zur Photosynthese fähig sind.
Erstaunlich leistungsstarke Mikroben
Die Cyanobakterien gehören zu den ältesten Lebewesen der Erde – ihr Erfolgsrezept war und ist dabei extremes Anpassungsvermögen und eine erstaunliche Genügsamkeit. Als Kohlenstoffquelle nehmen sie atmosphärisches CO2 auf und sie sind zudem zu einer Fixierung von Luftstickstoff fähig. Zusätzlich benötigen sie nur noch geringe Mengen weiterer Nährstoffe, um in wässrigen Lösungen zu gedeihen. Dabei bilden sie Biomasse und setzten das Atemgas Sauerstoff frei.
Inwieweit ihnen dies auch mit vergleichsweise geringem Aufwand auf dem Mars gelingen könnte, untersuchen Verseux und seine Kollegen in einem atmosphärengesteuerten Unterdruck-Photobioreaktor namens „Atmos“ (Atmosphere Tester for Mars-bound Organic Systems). Darin setzten die Wissenschaftler Cyanobakterien aus der Gattung Anabaena verschiedenen Gaskonzentrationen und Druckbedingungen aus und versorgen sie mit Mineralien, wie sie im Marsgestein (Regolith) vorkommen.
Die dünne Marsatmosphäre bietet prinzipiell die gleichen Gase wie die irdische Luft, allerdings in anderen Konzentrationen und vor allem ist der Luftdruck viel geringer als auf der Erde. Er beträgt auf der Oberfläche im Schnitt nur 6,36 Hektopascal – im Vergleich zu durchschnittlich 1013 Hektopascal auf der Erde. Bei ihren Experimenten haben die Forscher nun die Anteile der Gase sowie den Umgebungsdruck schrittweise verändert und die entsprechende Entwicklung der Cyanobakterien untersucht. Das Ziel war dabei, sich so weit wie möglich den Marsbedingungen anzunähern, während gleichzeitig noch ein starkes Wachstum der Cyanobakterien erhalten bleibt.
