Wie sich Bakterien im Weltall verhalten, wurde bereits bei zahlreichen Raummissionen untersucht. Die Mikroorganismen wurden über Wochen, Monate und Jahre hinweg in der Schwerelosigkeit kultiviert oder sogar den harschen Bedingungen außerhalb von Raketen und Raumstationen ausgesetzt. Dabei hat sich gezeigt, dass Bakterien bei längeren Weltall-Missionen ihre Genexpression verändern, um sich an die neuen Bedingungen anzupassen.
Bakterieller Weltraumtourismus
„Bisher gibt es allerdings nur wenige Informationen darüber, welche Auswirkungen schnelle Veränderungen der Schwerkraft im Bereich von Minuten auf Bakterien haben“, erklärt ein Team um Eric Yang von der University of South Australia in Adelaide. Relevant ist diese Frage unter anderem, weil mit zunehmenden technischen Möglichkeiten auch Weltraumtouristen Raketenflüge buchen, bei denen sie in vielen Fällen nur wenige Minuten im Weltraum verbringen.
Um zu testen, wie sich die rapide Beschleunigung beim Start, die Minuten in der Schwerelosigkeit sowie die starke Abbremsung bei der Landung auf Bakterien auswirken, schickten die Forschenden Sporen von Bacillus subtilis mit einer Rakete auf einen rund zehnminütigen Ausflug in den Weltraum. Diese Bakterienart hatte sich bereits in früheren Studien als besonders robust erwiesen und überlebt selbst extreme Umweltbedingungen. Zudem ist sie ein wichtiger Bestandteil des menschlichen Mikrobioms und fördert unter anderem unsere Darmgesundheit.
Unbeschadet trotz extremer Bedingungen
Beim Start erreichte die Rakete eine Beschleunigung von 13 g, also das 13-fache der Erdbeschleunigung. Auf einer Höhe von 257 Kilometern wurde das Haupttriebwerk abgeschaltet und die Rakete und mit ihr die Bakteriensporen verbrachten etwa sechs Minuten in der Schwerelosigkeit. Auf dem Rückweg zur Erde rotierte die Rakete mit bis zu 220 Umdrehungen pro Sekunde und durch die starke Abbremsung beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre wirkten Kräfte von bis zu 30 g auf die Nutzlast.
Doch die Bakteriensporen überstanden all das unbeschadet: „Die Analyse nach dem Flug ergab, dass die Sporen keine Veränderungen in der Morphologie oder Lebensfähigkeit aufwiesen“, berichtet das Forschungsteam. So waren die in den Weltraum gereisten Sporen ebenso groß wie solche, die am Boden geblieben waren, und konnten, sobald sie wieder günstige Bedingungen vorfanden, genauso gut wachsen und sich vermehren. „Das bestätigt, dass die Sporen von B. subtilis den Bedingungen des Weltraumflugs standhalten können“, folgern Yang und seine Kollegen.
Gesundheitsförderung für Astronauten
Aus Sicht der Forschenden können die Ergebnisse auch für längere Raumfahrtmissionen relevant sein. „Diese Forschungsarbeit erweitert unser Verständnis darüber, wie Leben unter rauen Bedingungen bestehen kann, und liefert wertvolle Erkenntnisse für zukünftige Missionen zum Mars und darüber hinaus“, sagt Co-Autorin Gail Iles von der Schwedischen Raumfahrtorganisation. „Indem wir sicherstellen, dass diese Mikroben hohe Beschleunigung, Beinahe-Schwerelosigkeit und schnelle Abbremsung aushalten, können wir die Gesundheit der Astronauten besser unterstützen und nachhaltige Lebenserhaltungssysteme entwickeln.“ Zudem könnten die Erkenntnisse zur Widerstandsfähigkeit von Mikroben auch neue Möglichkeiten für die Entdeckung von Leben auf anderen Planeten eröffnen.
