Einem Forschungsteam der Universität Bremen (ZARM und UVT) sowie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist ein bedeutender Meilenstein für künftige Marsmissionen gelungen. Die Forschenden konnten erfolgreich essbare Biomasse kultivieren. Sie setzten ein Düngemittel ein, das direkt aus Marsressourcen gewonnen werden kann. Dieser Fortschritt ebnet den Weg für eine autarke Versorgung von Astronautinnen und Astronauten fernab der Erde.
Cyanobakterien als biologische Düngemittelquelle auf dem Mars?
Die Grundlage für die Herstellung des Düngers bilden Cyanobakterien, auch bekannt als Blaualgen Sie sind aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften ideal für den Einsatz auf dem Roten Planeten geeignet. Sie können Kohlendioxid aus der Marsatmosphäre binden, Sauerstoff produzieren und lebensnotwendige Nährstoffe direkt aus dem Marsboden extrahieren. In der Studie hat man diese Bakterien erfolgreich mit simulierten Marsressourcen gezüchtet, darunter ein künstlich hergestellter Regolith, der echtem Marsgestein nachempfunden ist. In einem anschließenden anaeroben Vergärungsprozess wandeln Mikroben die Cyanobakterien ohne Sauerstoffzufuhr in einen nährstoffreichen Gärrest um. Dabei werden ausschließlich Materialien verwendet, die potenziell direkt vor Ort verfügbar sind.
Effiziente Düngemittelproduktion aus Marsstaub und Biomasse
Im Rahmen der Studie wurde der Vergärungsprozess gezielt optimiert. Dabei erwiesen sich das Vorwärmen der Biomasse sowie eine Betriebstemperatur von 35 Grad Celsius als ideal für eine schnelle Zersetzung. Ein wesentlicher Aspekt ist die konstante Ammoniumausbeute im Verhältnis zur eingesetzten Biomasse. Mehr Cyanobakterien produzieren zuverlässig mehr Ammonium, das als zentraler Baustein für das Düngemittel dient. Dass man die Fermentation vollständig mit lokalen Ressourcen durchgefühen kann, belegte der Einsatz eines Marsstaubsimulans (MGS-1) als Hauptmineralstoffquelle.
Der so gewonnene Dünger wurde erfolgreich für den Anbau der Wasserlinse genutzt. Diese proteinreiche Wasserpflanze wird in Südostasien seit Jahrhunderten als Nahrungsmittel geschätzt. Die Effizienz dieses Systems ist bemerkenswert, da aus lediglich einem Gramm getrockneter Cyanobakterien stolze 27 Gramm frische, essbare Pflanzenmasse produziert werden konnten.
Perspektiven für künftige Marsmissionen
„Man kann sich das vorstellen wie einen Gemüsegarten auf dem Mars, der komplett mit lokalen Ressourcen betrieben wird – ohne mitgebrachte Erde, Dünger oder Wasser“, erklärt Tiago Ramalho. „Unsere Ergebnisse zeigen: Kreislaufwirtschaft im All ist möglich.“ Die hierfür genutzte Wasserlinse (Lemna spp.) überzeugt durch schnelles Wachstum und hohen Nährstoffgehalt, ist leicht kultivierbar sowie vollständig essbar. In der EU bereits als Lebensmittel zugelassen, gilt sie als nachhaltiges Superfood der Zukunft für Erde und Weltraum gleichermaßen. Über die Nahrungsproduktion hinaus generiert das System durch den Vergärungsprozess Methan, das als zusätzliche Energiequelle dienen kann.
„Diese Arbeit zeigt, wie Pflanzen aus natürlichen Ressourcen auf dem Mars unter Verwendung von Mikroben als Zwischenprodukt gezüchtet werden könnten. Sie kann auch als Grundlage für eine nachhaltige Nahrungsmittelproduktion dienen“, sagt Prof. Cyprien Verseux.
Quelle
Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) (03/2026)