Test antibakterieller Oberflächen auf der Internationalen Raumstation – Ars Technica

Am 5. Juni wurde die SpaceX Falcon 9-Rakete gestartet Sie fliegen zur Internationalen Raumstation mit neuen Lieferungen, einschließlich wissenschaftlicher Forschungsausrüstung. Zu den neuen wissenschaftlichen Geräten, die auf der Internationalen Raumstation eintreffen, gehören vier mit ultradünnen Filmen bedeckte Scheiben, die eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Materialien für die zukünftige bemannte Raumfahrt spielen könnten.

Die Erprobung dieser innovativen Folien, die vom französischen Komitee für Atom- und Erneuerbare Energien (CEA) entwickelt wurden, ist Teil eines laufenden Projekts zur Entwicklung antibakterieller Materialien für Weltraumlebensräume.

„MATISS (Microbial Aerosol Binding to Innovative Surfaces on the International Space Station) besteht darin, diese Scheiben über einen längeren Zeitraum der Umgebung der Internationalen Raumstation auszusetzen, um die darauf abgelagerten Bakterien zu sammeln. Diese Scheiben werden dann an unsere Labore zurückgeschickt, um den Grad der biologischen Kontamination zu messen“, sagt Projektleiter Sebastien Roquette von der französischen Raumfahrtagentur CNES.

Eine erstaunliche Anzahl von Mikroben

Da sich die Internationale Raumstation 400 Kilometer über der Erde nahezu im Vakuum befindet, könnte man erwarten, dass dort eine sterile Umgebung herrscht. Laut Guillaume Nonglaton von der CEA wimmelt es in der Internationalen Raumstation jedoch dank der ständigen Anwesenheit von Astronauten von Bakterien und Pilzen.

Im Grunde handelt es sich dabei um menschliche Bakterien [exhaled] von Astronauten. Obwohl die Bakterien nicht toxisch sind, können sie gesundheitliche Probleme sowie eine Beschädigung von Materialien und Elektronik verursachen, wenn sie sich ansammeln und Biofilme bilden. Da auf der Internationalen Raumstation die Schwerkraft sehr gering ist, fliegen winzige Tröpfchen mit Bakterien einige Zeit umher, bevor sie an verschiedenen Oberflächen haften bleiben.

Das MATISS-Projekt wurde 2016 gestartet und die ersten Experimente dienten als Proof of Concept. „In den letzten sieben Jahren hat sich viel weiterentwickelt, darunter Materialien, Oberflächendesigns sowie Laboranalysetechniken. Früher verwendeten wir nur Lichtmikroskopie. Jetzt“, sagte Lawrence Lemmel von der Ecole Normale Superior de Lyon, Hauptforscher des Experiments. Wir Ich werde auch Röntgenfluoreszenzspektroskopie verwenden.“

Für die nächste Aufgabe wurden mit antibakteriellen Oberflächen beschichtete Glasscheiben in vier Halterungen mit den Maßen jeweils 8 x 8 x 1,5 cm platziert. Jeder Stand verfügt über sechs Fenster, durch die intelligente Oberflächen der ISS-Umgebung ausgesetzt sind.

Laut Lemelle ist die Halterung darauf ausgelegt, die Risiken, die diese Erfahrung mit sich bringt, zu minimieren. „Wir müssen vermeiden, dass die Glasscheibe zerbricht, was für Astronauten auf der Raumstation sehr gefährlich sein kann“, sagte sie.

verlängerte Exposition

Lemelle fügte hinzu, dass in früheren Experimenten, bei denen die Ergebnisse mittels Lichtmikroskopie analysiert wurden, gewöhnliche Glasplatten verwendet wurden. Für das nächste Experiment, das einer Spektroskopie unterzogen wird, bestehen die Platten jedoch aus reinem Glas. „Es ist Quarzglas aus reinem Silizium“, sagte sie.

Für die neue Versuchsreihe werden drei verschiedene Oberflächen getestet. Eine davon wird hydrophobe Eigenschaften haben. Der zweite ist hydrophil und der dritte ist mit antibakteriellen Peptiden beschichtet. Laut Rouquette werden zwei der vier Träger, die im Juni verschickt werden sollen, genau wie das Experiment, das derzeit auf der Internationalen Raumstation durchgeführt wird, acht Monate lang und die anderen beiden 16 Monate lang enthüllt.

Rocket sagte, das Experiment im Juni sei das letzte der Serie. „In den letzten etwa sieben Jahren haben wir gute Kenntnisse über die Umgebung auf der Internationalen Raumstation und die Art und Weise, wie Partikel eingefangen und überwacht werden, gewonnen. Wir werden nun versuchen, Testoberflächen und Geräteprototypen zu entwickeln, die auf Raumfahrzeugen verwendet werden können.“ „Unser oberstes Ziel ist es, aktive, nicht abschirmende Oberflächen zu bauen. Wir helfen nicht nur Astronauten, sondern helfen ihnen auch, den Zeitaufwand für die Reinigung von Oberflächen zu reduzieren.“

Neben Weltraumspaziergängen, Instrumentenwartung und Experimenten ist die Sauberkeit der Internationalen Raumstation eine wesentliche Aufgabe für Astronauten. Laut Rouquette verbringen Astronauten jeden Samstag Stunden damit, ihre Module zu reinigen, Müll wegzuwerfen und Produkte wie Reinigungsmittel und Tücher zum Reinigen von Oberflächen zu verwenden.

Laut Lemelle werden die im Rahmen des MATISS-Projekts entwickelten antibakteriellen Materialien ein weiteres Problem angehen. „In Strukturen wie der Raumstation gibt es eine Menge Hardware. Diese Hardware wird in riesigen Regalen gelagert, die schwer zu bewegen sein können. Eines unserer Ziele ist es, antibakterielle Oberflächen in Bereichen zu haben, die nicht gereinigt werden können“, sagte Lemmel .

Dhananjay Khadilkar ist ein in Paris lebender Journalist.