Chlorella vulgaris: Die Algen-Revolution im Weltraum

Wie produziert man Nahrung und Sauerstoff im All? Eine winzige, mikroskopisch kleine Alge namens Chlorella vulgaris könnte eine Schlüsselrolle bei zukünftigen Weltraummissionen spielen und möglicherweise die Art und Weise verändern, wie wir Leben im Weltraum aufrechterhalten.

Chlorella vulgaris, obwohl sie nur etwa 4 bis 10 Mikrometer im Durchmesser misst, ist ein Kraftpaket in der Welt der Algen. Diese einzellige Grünalge wächst schnell, benötigt wenig Platz und Wasser, produziert Sauerstoff und ist reich an Proteinen. Diese Eigenschaften machen sie zu einem idealen Kandidaten für Experimente, die auf die Entwicklung von Lebenserhaltungssystemen für bemannte Weltraummissionen abzielen. Solche Systeme sollen Astronauten mit Nahrung, Sauerstoff und anderen lebenswichtigen Ressourcen im All versorgen.

Seit 2015 erforscht das Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Airbus Defence and Space das Potenzial von Chlorella vulgaris im Weltraum. Ziel ist es, die Alge an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) in speziellen Photobioreaktor-Kammern zu kultivieren.

Weltraumexperimente mit Algen: Sauerstoff und Nahrung im All erzeugen

Im November 2018 wurde Chlorella vulgaris in zwei Photobioreaktor-Kammern an Bord der ISS kultiviert, jeweils etwa 40 x 20 cm groß. Über einen Zeitraum von sechs Monaten beobachteten Wissenschaftler, wie die Algen auf die extremen Bedingungen im All reagierten, darunter Mikrogravitation und kosmische Strahlung. Die zentrale Frage: Können Algenkulturen künftig dazu verwendet werden, aus Kohlenstoffdioxid Sauerstoff zu gewinnen und essbare Biomasse zu erzeugen, um Astronauten bei langen Weltraummissionen zu versorgen?

Die Algen erhalten Licht für die Photosynthese durch rote und blaue LED-Lampen, die Sonnenlicht imitieren. Kohlenstoffdioxid gelangt durch eine Membran in die Kammern, und der von den Algen produzierte Sauerstoff wird zurück in das Raumfahrzeug geleitet. Astronauten fügen dem System alle zwei Wochen ein Nährmedium hinzu, und mit einem speziell entwickelten Gerät können sie die überschüssige Algenbiomasse zur weiteren Analyse entnehmen.

Herausforderungen und die Zukunft der Algen im All

Die Forschung an der Süßwasseralge Chlorella vulgaris ist von großer Bedeutung für zukünftige Weltraummissionen. Das derzeitige System produziert rund 0,8 Gramm Sauerstoff pro Tag – deutlich weniger, als ein Astronaut in einer Minute verbraucht. Dennoch stellt das Experiment einen wichtigen ersten Schritt dar, um das Potenzial von Algen in der Raumfahrt zu beweisen.

Die Forscher sind zuversichtlich, dass Algen als Lebenserhaltungssysteme in Weltraumhabitaten eine zentrale Rolle spielen können. „Letztlich könnten große Reaktoren so konzipiert werden, dass sie in die Wände von Mond- oder Marsstationen integriert werden“, sagt Projektleiterin Gisela Detrell. „Wir wollen zeigen, dass es funktioniert und auf dieser Forschung aufbauen.“

Ein weiterer Vorteil der grünen Süßwasser-Alge ist, dass sie aufgrund ihres hohen Proteingehalts potenziell als Nahrungsmittel für Astronauten dienen kann. Die weitere Verarbeitung der Biomasse zu Nahrungsmitteln wird zwar im aktuellen Experiment noch nicht untersucht, ist jedoch grundsätzlich möglich. Dadurch könnte der Nahrungsbedarf auf Weltraummissionen verringert werden, was das System noch nachhaltiger und geschlossener machen würde. Schätzungen zufolge könnte etwa 30 Prozent der Nahrung eines Astronauten durch Algenbiomasse ersetzt werden.

In den kommenden Jahren könnten Algen wie Chlorella vulgaris dabei helfen, nachhaltige, geschlossene Kreislaufsysteme für Langzeitreisen ins All zu betreiben – und so die Erforschung ferner Planeten realistischer machen als je zuvor.

ZeaLite-Connection: Chlorella für Zuhause

Was im All getestet wird, kann auch auf der Erde nützen. Unser ZeaLite AlgaeTower verwendet ebenfalls Chlorella vulgaris zur Luftreinigung und Sauerstoffproduktion – eine umweltfreundliche Technologie, die von der Raumfahrt inspiriert wurde. So wird aus einer Vision für den Weltraum ein nachhaltiger Begleiter für dein Zuhause.

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Quellen:

1. German Aerospace Center (DLR):
   DLR. (2019, May 3). Photobioreactor ready for launch to the International Space Station. Retrieved from https://www.dlr.de/en/latest/news/2019/02/20190503_photobioreactor-ready-for-launch-to-the-international-space-station

2. European Space Agency (ESA):
   ESA. (2019, June 6). PhotoBioreactor. Retrieved from https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2019/06/PhotoBioreactor

3. Airbus Defence and Space:
   Airbus. (2019, April 4). Photobioreactor: Oxygen and a source of nutrition for astronauts. Retrieved from https://www.airbus.com/en/newsroom/press-releases/2019-04-photobioreactor-oxygen-and-a-source-of-nutrition-for-astronauts