Elektronische Nase riecht Gesundheitsgefahren für ISS-Crew

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Gegenwärtig ist eine besondere "Spürnase" auf der Internationalen Raumstation im Einsatz: Das von Astrium, Europas führendem Raumfahrtunternehmen, entwickelte elektronische Messgerät "E-Nose" misst die Belastung durch Bakterien und Pilze im russischen Segment der Raumstation. E-Nose ist ein Projekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Astrium als Hauptauftragnehmer.

Die E-Nose starte am 19. Dezember 2012 an Bord einer Sojus-Trägerrakete ins All. Mit ihr 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 die Technik als auch für die Besatzungsmitglieder eine nicht unerhebliche Gefahr darstellen kann. Mit diesem speziell entwickelten Analysegerät können die Kosmonauten an allen erdenklichen Stellen im sogenannten Service Module der ISS Messungen vornehmen.

Materialien für Organismen werden ausgelegt

Zusätzlich wird ein sogenanntes Targetbook mitgeführt, auf dem verschiedene Materialproben (Aluminium, Platinenmaterial, Kabelmarkierungsmaterial und Nomex (das ist 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 ca. zwei Monaten durch die Kosmonauten vermessen werden.

Das erste biologische Experiment wurde bereits im Februar dieses Jahres erfolgreich durchgeführt, eine zweite Messreihe startet noch im April, eine dritte folgt Mitte Mai. Im Rahmen des ersten Tests führte der russische Kosmonaut Roman J. Romanenko an verschiedenen Stellen im russischen Modul Messungen durch, um herauszufinden, ob eine mikrobiologische Belastung vorliegt. Zusätzlich zu den E-Nose-Messungen werden an Bord der Raumstation Proben mit einem Verfahren entnommen wie es in der klassischen Biologie üblich ist.

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Nach Abschluss der dritten "Schnüffelrunde" sollen die Speicherkarte der E-Nose und Teile des Messaufbaus (voraussichtlich am 15. Mai) für weitere Auswertungen zur Erde zurück gebracht werden. Russische Wissenschaftler vom "Institut für Biologische und Medizinische Probleme" (IBMP) werden dann am Landeplatz in Kasachstan vor Ort sein, die sensible Fracht übernehmen und in gekühlten Behältnissen nach Moskau transportieren.

In Moskau übernimmt dann Astrium-Projektleiter Thomas Hummel die biologischen Proben und transportiert diese auf schnellstem Wege nach München zu Innovation Works, der zentralen Forschungsorganisation der EADS, wo die Experimentproben zusammen mit russischen Wissenschaftlern vom IBMP untersucht werden.

Vergleich mit herkommlichen Verfahren

Die Daten der elektronischen Nase werden schlussendlich mit den Ergebnissen der klassischen Tests abgeglichen. Sind die Ergebnisse beider Verfahren vergleichbar, ist das System der elektronischen Nase qualifiziert und damit für einen Dauer-Einsatz auf der ISS bereit.

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.