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Für längere Weltraummissionen: Nasa sucht nach dem Replikator

Bei Star Trek kommt die Verpflegung auf langen Reisen durchs All aus dem Replikator. Ganz so weit ist die Forschung zwar nicht, die Nasa könnte sich aber durchaus Essen aus dem 3D-Drucker vorstellen – und sucht dafür nach Ideen.

Von Noëlle Bölling
2 Min.
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Durch die Entwicklung innovativer Bioreaktoren könnte die Besiedlung des Mars einen entscheidenden Schritt näherrücken. (Illustration: Canbedone/Shutterstock)

Die NASA steht vor der Herausforderung, die Nahrungsmittelversorgung von Astronaut:innen auf Langzeitmissionen sicherzustellen. Nur so wäre zum Beispiel eine Besiedlung des Mars möglich, der Berechnungen zufolge in fünf bis zehn Monaten von der Erde aus erreicht werden könnte. Eine innovative Lösung hierfür bietet der Einsatz von Bioreaktoren. Dabei handelt es sich um technische Systeme, in denen biologische Prozesse unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden können.

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Um diesen Ansatz weiterzuentwickeln, hat das Synthetic Biology Project der NASA jetzt einen Wettbewerb ausgeschrieben. Wie Space Daily berichtet, wendet sich die US-Bundesbehörde für Raumfahrt und Flugwissenschaft damit direkt an die GrabCAD-Community, eine Plattform für Expert:innen im Bereich 3D-Druck.

Bioreaktoren als Schlüsseltechnologie für Langzeitmissionen

Bioreaktoren sind vielseitige Systeme, in denen lebende Organismen oder Zellen kultiviert werden, um bestimmte Produkte wie Nahrungsmittel, Treibstoffe oder Medikamente herzustellen. Ziel des Wettbewerbs ist es, kompakte, wiederverwendbare und kostengünstige Designs für solche Reaktoren zu entwickeln, die den besonderen Anforderungen des Weltraums gerecht werden. Sie sollen unter anderem flüssige Kulturen sicher handhaben und den Gasaustausch unterstützen.

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Da im Weltraum nur begrenzte Ressourcen zur Verfügung stehen, sollten idealerweise Ideen eingereicht werden, die mit einem 3D-Drucker aus wiederverwertbaren Kunststoffen gedruckt werden können oder die reinigungsfähige und wiederverwendbare Materialien einsetzen.

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Das Synthetic Biology Project der NASA wurde 2012 ins Leben gerufen, um die Prinzipien der synthetischen Biologie für die Raumfahrt nutzbar zu machen. Es kombiniert Biotechnologie, Genomik und Ingenieurwissenschaften, um langfristige Raumfahrtmissionen zu ermöglichen. Ein Beispiel für die bisherigen Fortschritte des Projekts sind die sogenannten Bionutrient Production Packs. Diese Systeme nutzen biotechnologisch hergestellte Mikroorganismen, um wichtige Nährstoffe wie Beta-Carotin zu produzieren. Auf der Internationalen Raumstation ISS wurden schon Tests durchgeführt, die das Potenzial solcher mikrobiellen Systeme für den Weltraum bestätigen.

Der aktuelle Wettbewerb baut auf diesen Erkenntnissen auf und zielt darauf ab, das Design von Bioreaktoren weiter zu optimieren. Die Teilnehmer:innen sind aufgefordert, kreative Lösungen zu entwickeln, die sowohl funktional als auch effizient sind. Die Entwürfe können auf dem bestehenden Gen 0-Modell basieren oder völlig neue Ansätze verfolgen.

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Mars Dune Alpha – de Marsstation auf der Erde Quelle: DPA

Die Marsbesiedlung könnte durch den Wettbewerb entscheidend vorangetrieben werden

Die NASA setzt auf das Fachwissen einer globalen Gemeinschaft, um innovative Lösungen für die Zukunft der Weltraumforschung zu fördern und verdeutlicht einmal mehr, wie Technologien wie 3D-Druck und synthetische Biologie zusammenarbeiten können, um neue Ansätze für die Raumfahrt zu entwickeln. Langfristig könnten die Ergebnisse des Wettbewerbs die Grundlage für eine kostengünstige und nachhaltige Nährstoffproduktion im Weltraum schaffen und damit einen wichtigen Beitrag zur Besiedlung des Mars leisten.

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