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BIOMEX - Das Biologische Marsexperiment

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  • Expose%2dR2 an der Außenseite des Swesda%2dModuls

    Expose-R2 an der Außenseite des Swesda-Moduls

    BIOMEX beginnt im Sommer 2014 und ist Teil des Experimentpakets Expose-R2. Die Proben werden im Juli 2014 mit Progress zur ISS transportiert und anschließend bei einem für August/September geplanten Außenbordeinsatz (Extravehicular Activity EVA) in die Expose-Anlage auf der URM-D-Plattform an der Außenseite des russischen Swesda-Moduls eingebaut.

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    BIOMEX wird in der Expose-R2-Anlage angebracht

    BIOMEX wird in der Expose-R2-Anlage an der Außenseite des russischen Swesda-Moduls angebracht.

Hintergrund und wissenschaftliche Ziele:

Ist der Mars ein bewohnbarer Ort für Mikroorganismen? Könnten wir Leben auf dem Roten Planeten mit Hilfe bestimmter Technik in Mars-ähnlicher Umwelt nachweisen? Wie stabil sind biologische Moleküle unter Mars- und Weltraumbedingungen? Können Organismen Weltraumbedingungen auch überleben und wäre damit ein Transport von Leben zwischen Planeten wie der Erde und dem Mars möglich (Panspermie-Hypothese)? Alle diese Fragen spielen beim Projekt BIOMEX (Biologie und Mars Experiment) eine wichtige Rolle und sind Kernfragen der astrobiologischen Forschung ganz allgemein. BIOMEX ist eines der insgesamt vier wissenschaftlichen Experimente BIOMEX, BOSS, PSS und IBMP, die im Rahmen des Projektes Expose-R2 an der Außenhülle des russischen Swesda-Moduls auf der Internationalen Raumstation ISS durchgeführt werden.

Bei BIOMEX gibt es zwölf verschiedene Experiment-Pakete, welche von 25 nationalen und internationalen Instituten bearbeitet und vom DLR-Institut für Planetenforschung koordiniert werden. Organismen wie Bakterien, Urbakterien (Archaeen), Algen, Pilze, Flechten und Moose werden dabei den Weltraumbedingungen ausgesetzt, wobei ein Teil der Proben in mineralische Böden eingebettet wird, wie sie auf dem Mars zu finden sind. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Stabilität der Zellstrukturen, der Proteine und der DNA als auch auf möglichen Veränderungen bestimmter Pigmente. Die Ergebnisse sollen Aufschluss darüber geben, ob biologisches Material oder Bestandteile der Mikroorganismen stabil genug sind, um die weltraumähnlichen Umweltbedingungen auf anderen Planeten wie dem Mars langfristig zu überstehen und somit auch durch ausgewählte Instrumente immer noch erkennbar sind. Die BIOMEX-Resultate fließen in eine Datenbank ein, die als Grundlage für  die Suche nach Leben in unserem Sonnensystem dienen soll. Zukünftige Missionen, wie die von der ESA geplante ExoMars-Mission, würden maßgeblich von diesen Daten profitieren. Neben dieser Fragestellung steht auch die Überlebensfähigkeit der Organismen im Fokus der Untersuchungen.

Experimentbeschreibung:

Die verschiedenen Organismen und biologischen Bestandteile wie Zellmembranen und Pigmente werden auf der Erde vor dem Start entweder isoliert oder in simulierten Mond- beziehungsweise Marsböden in Einzelschicht oder in mehreren Lagen übereinander eingebettet. Diese Probenkammern werden dann in die Anlage Expose-R2 eingesetzt. Verschiedene Filter verändern die Stärke und den Wellenlängenbereich der Strahlung, die auf das biologische Material einwirken, um Sonneneinstrahlung wie auf dem Mars oder im Weltraum zu erzeugen. Die Proben werden sowohl in Vakuum als auch in marsähnlicher Kohlendioxid-Atmosphäre bei Normaldruck in die Probenbehälter gefüllt. Manche Probenkammern werden der UV-Strahlung ausgesetzt andere in der Dunkellage von ihr abgeschottet.

Status:

BIOMEX beginnt im Sommer 2014 und ist Teil des Experimentpakets Expose-R2. Die Proben werden im Juli 2014 mit einem russischen Progress-Raumtransporter zur ISS transportiert und anschließend bei den zwei für August bis Oktober geplanten Außenbordeinsätzen (Extravehicular Activity, EVA) in die Expose-Anlage auf der URM-D-Plattform an der Außenseite des russischen Swesda-Moduls eingebaut. Der erste Außenbordeinsatz bringt zunächst die durch einen Deckel vor Strahlung geschützten Proben in die Außenanlage. Dadurch soll in der ersten Phase des Experiments während der Erstellung des Vakuums eine vollständige Ausgasung der Proben erreicht werden, damit das probeneigene Restgas nicht mit der Strahlung reagiert und sich auf die Glasfilter niederschlägt. Das wäre ein unerwünschter Effekt, da es zur leichten Abschattung der Proben kommen würde. In dem zweiten Außenbordeinsatz wird der Deckel entfernt und das eigentliche Experiment mit Bestrahlung kann beginnen. Dann werden die Proben den vollständigen Weltraum- und simulierten Marsbedingungen ausgesetzt sein und nach circa 18 Monaten und einem dritten Außenbordeinsatz geborgen und wieder zur Erde zurückgebracht.

Ergebnisse:

BIOMEX-Ergebnisse liegen noch nicht vor. Resultate aus Vorläuferexperimenten in den Simulationskammern des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin als auch des DLR-Instituts für Planetenforschung lassen jedoch erwarten, dass alle ausgewählten Organismengruppen einschließlich der Moose nach ihrem Weltraumaufenthalt zu einem gewissen Grad lebensfähig sind und eventuell auch wachsen können. Zudem scheinen die sogenannten Bio-Signaturen - biologische Fingerabdrücke wie zum Beispiel Pigmente, Zellwandbestandteile, wie Fette und Zucker, und Proteine, welche die Organismen in den Marsmineralen hinterlassen und auf das Vorhandensein von Leben auf zum Beispiel fremden Planeten hinweisen könnten - charakteristische Muster aufzuweisen.  Sie können als Bezugspunkt auch unter Weltraum- und Marsbedingungen herhalten, um auf anderen Planeten wie dem Mars erkennbar beziehungsweise nachweisbar zu sein.

Perspektiven für Forschung und Anwendung:

Die Ergebnisse helfen uns dabei, mögliches Leben auf dem Mars besser zu erkennen und einen interplanetaren Transfer von Organismen - möglicherweise eingebettet in Marsminerale - besser zu verstehen. Generell stehen die Fragen nach dem Ursprung, der Evolution und der Verteilung von Leben im Universum im Mittelpunkt dieser Forschung. Einige BIOMEX-Untersuchungsmethoden sind für andere wissenschaftliche Disziplinen wie die Archäologie und die Medizin interessant. So konnten bisherige Analysemethoden, die den Wassergehalt von Mikroorganismen und verwendete Marsmineralien bestimmen, Wissenschaftlern der TH Wildau bei Datierungsmethoden von archäologischen Funden wie alten Holzköchern und Bögen helfen. Auch die Ernährungsforschung kann von den BIOMEX-Ergebnissen profitieren: Die Veränderung der Bakterienzusammensetzung vor und nach Weltraumsimulationsexperimenten mit einem genormten probiotischen Biofilm, wie er in Joghurts und Drinks zu finden ist, lässt auch Rückschlüsse auf mögliche Einflüsse auf das Immunsystem der Astronauten bei Einnahme solcher Drinks zu.

Start: 24. Juli 2014 / Progress 56P (geplant)
ISS-Zeitraum ab Sommer 2014
Unterbringung URM-D am Swesda-Modul
Experimentator Dr. Jean-Pierre de Vera
Einrichtung DLR-Institut für Planetenforschung, Adlershof
Bereich Astrobiologie
Partner ESA; Roskosmos; nationale und internationale Forschungsinstitute

 

Zuletzt geändert am:
08.07.2014 14:58:00 Uhr