NASA plant in Zusammenarbeit mit anderen führenden Raumfahrtagenturen, Anfang der 2030er Jahre die erste bemannte Mission zum Mars zu schicken.
Astronauten auf dem Mars benötigen Sauerstoff, Wasser, Lebensmittel und andere Verbrauchsmaterialien, und sie müssen lernen, diese auf dem Mars zu lagern oder zu beschaffen, da der Import von der Erde sehr teuer sein wird. Wissenschaftler haben dafür erstmals eine Biotechnologie entwickelt, mit deren Hilfe Anabaena-Cyanobakterien nur unter Verwendung von Marsgasen, Wasser und anderen Nährstoffen sowie unter geringem Druck gezüchtet werden können. Dies erleichtert die Entwicklung nachhaltiger biologischer Lebenserhaltungssysteme erheblich.
Cyanobakterien können die in der Marsatmosphäre vorhandenen Gase als Kohlenstoff- und Stickstoffquelle nutzen. Auch unter Marsbedingungen behielten Cyanobakterien ihre Fähigkeit, in Wasser zu wachsen, das nur Marsstaub enthielt. Die neue Entdeckung könnte dazu beitragen, Langzeitmissionen zum Mars zu einem noch erschwinglicheren Unterfangen zu machen.
Cyanobakterien gelten seit langem als Kandidaten für die Bereitstellung von biologischem Leben in Raumflügen. Alle Arten von Bakterien produzieren Sauerstoff durch Photosynthese, und Cyanobakterien können atmosphärischen Stickstoff in Nährstoffe umwandeln.
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Die Schwierigkeit besteht jedoch darin, dass sie nicht direkt in der Marsatmosphäre wachsen können, wo der Gesamtdruck weniger als 1 % des Erddrucks beträgt – von 6 bis 11 GPa: Dies ist zu niedrig für das Vorhandensein von flüssigem Wasser, während der Partialdruck gasförmig ist Stickstoff - von 0,2 bis 0,3 GPa - das reicht für ihren Stoffwechsel nicht aus.
Wissenschaftler haben einen Bioreaktor namens Atmos entwickelt, in dem sich Cyanobakterien vermehren und in künstlichen Atmosphären bei niedrigem Druck leben können. Atmos verfügt über neun 1-Liter-Behälter aus Glas und Stahl, von denen jeder steril ist und je nach Bedarf beheizt und im Druck verändert werden kann.
Die Autoren wählten den Stamm der stickstofffixierenden Cyanobakterien Anabaena sp. PCC 7938, da frühere Tests gezeigt haben, dass sie die Ressourcen des Mars besonders gut nutzen und sich aktiv reproduzieren werden.
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass stickstofffixierende, sauerstoffproduzierende Cyanobakterien auf dem Mars bei niedrigem Druck und unter kontrollierten Bedingungen gezüchtet werden können, wobei nur lokale Zutaten verwendet werden.
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