E-Nose: ISS bekommt Riecher für Pilze und Bakterien

Wenn am 19. Dezember die nächste Besatzung der Internationalen Raumstation ISS mit einer Sojus-Trägerrakete ins All startet, hat sie eine von Astrium entwickelte elektronische Spürnase mit im Gepäck. Mit der so genannten E-Nose soll ab 2013 die Belastung durch Bakterien und Pilze im russischen Segment der Raumstation gemessen werden.

Mit E-Nose werden mikrobiologische Belastungen, die von Bakterien- und Pilzkulturen ausgehen, in qualitativer und quantitativer Weise detektiert. Dies ist wichtig, da eine zu hohe Belastung mit Pilzen und Bakterien sowohl für Technik als auch für Besatzungsmitglieder eine nicht unerhebliche Gefahr bedeuten kann. Mit diesem speziell entwickelten Analysegerät können die Kosmonauten an allen erdenklichen Stellen im sogenannten Service Module der ISS Messungen vornehmen.

Targetbook als Sammelplatz für Mikroorganismen

Zusätzlich wird ein sogenanntes Targetbook mitgeführt, auf dem verschiedene Materialproben (Aluminium, Platinenmaterial, Kabelmarkierungsmaterial und Nomex (ein spezielles feuerfestes Textilmaterial, aus dem z.B. die Anzüge von Feuerwehrmännern oder Formel-1-Piloten gefertigt sind) aufgebracht sind. Auf diesen Materialien können sich biologische Kulturen ansiedeln, die dann in einem Rhythmus von zwei Monaten durch die Kosmonauten vermessen werden.

Nach Beendigung eines etwa sechs Monate dauernden Messzyklus wird das Targetbook zurück zur Erde geschickt, wo die Proben vom in Moskau ansässigen Institut für Biologische und Medizinische Probleme (IBMP), das als wissenschaftlicher Partner u.A. für die Gesundheit der Crew auf der ISS verantwortlich ist, in Zusammenarbeit mit EADS Innovation Works (zentrale Forschungsorganisation der EADS) ausgewertet werden.

E-Nose erfasst spezifische Gasmolekule

Das von Astrium gebaute Messsystem bezeichnet man deshalb als elektronische Nase, weil es unter Verwendung von zehn unterschiedlichen, Halbleiter-Sensoren spezifische Geruchsbilder aufnimmt. Dabei macht man sich besondere Eigenschaften der von den biologischen Kulturen emittierten Gasmoleküle zunutze. Sie werden durch den Stoffwechsel der biologischen Kulturen gebildet und sind spezifisch für ihre Art.

Aus der unterschiedlichen Anregung der einzelnen Sensoren kann man im “irdischen Labor” spezifische Geruchsbilder erstellen. Die auf der Raumstation gemessenen Daten werden dann mit dem jenen verglichen, die am Boden “trainiert” wurden, um Übereinstimmungen zu finden.

E-Nose ist ein Projekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), mit Astrium als Hauptauftragnehmer. Als Grundlage der Entwicklung dient dabei ein kommerzielles Messgerät der Schweriner Firma AirSense. Im Gegensatz zu der klassischen Methode der Probennahme mittels Wischproben mit anschließender “Prozessierung” im Brutschrank, welches in der ISS nur mit Expertenwissen und zeitaufwändig durchzuführen ist, ermöglicht die neue E-Nose über eine Datenverbindung zur Bodenstation, eine zeitnahe Analyse der Situation.

„Ein Einsatz eines solchen Messgeräts wie die E-Nose wird auf lange Sicht für die gesamte Raumstation, aber auch für mögliche Langzeitmissionen wie z.B. zum Mars, einen wichtigen Beitrag zur Sicherheit der Crew an Bord der ISS leisten können“, ist Astrium-Projektleiter Thomas Hummel überzeugt. Auch irdische Einsatzgebiete seien denkbar; z. B. im kommerziellen Passagierluftverkehr oder auf U-Booten.