So will die Forschung Sauerstoff auf dem Mars und dem Mond „ernten“

Ein altes und umstrittenes Nasa-Experiment auf dem Mars könnte die Lösung sein für die Produktion von Sauerstoff auf Himmelskörpern wie dem Mond und dem Mars.

Athen – Der Mond und später der Mars sollen die nächsten Ziele für menschliche Erkundungen jenseits der Erde sein. Doch es gibt ein großes Problem, das die menschliche Forschung auf allen Himmelskörpern außer der Erde betrifft: Es gibt dort keinen Sauerstoff, den Raumfahrer:innen atmen können. Da Sauerstoff jedoch zum Überleben notwendig ist, muss er entweder von der Erde mitgebracht werden, oder es müssen Prozesse entwickelt werden, wie das lebenswichtige Gas auf dem besuchten Himmelskörper hergestellt werden kann.

Da der Transport von Sauerstoff in großen Mengen jedoch teuer ist – mehr Gewicht bedeutet unter anderem mehr Treibstoff-Bedarf beim Start – wird derzeit erforscht, wie auf dem Mond und dem Mars Sauerstoff produziert werden kann. Das Gas ist nicht nur lebenswichtig für Menschen, sondern auch eine wichtige Ressource in der Raumfahrt: um vier Astronaut:innen mit einer Rakete von der Mars-Oberfläche abheben zu lassen, benötigt man neben etwa sieben Tonnen Raketentreibstoff auch 25 Tonnen Sauerstoff, hat die US-Raumfahrtorganisation Nasa vor einiger Zeit vorgerechnet. Während einem Jahr auf dem Mars würden die vier Raumfahrer:innen dagegen alle zusammen nur etwa eine Tonne Sauerstoff verbrauchen.

Doch wie produziert man Sauerstoff auf Himmelskörpern wie dem Mond oder dem Mars? Forschende aus Griechenland haben sich bei frühen Mars-Missionen Inspiration geholt: Die beiden „Viking“-Sonden der Nasa landeten 1976 auf dem Mars und führten dort mehrere Experimente durch. Das Ergebnis des sogenannten „Labeled Release“-Experiments ist bis heute umstritten. Dabei wurde eine flüssige Mikronährstofflösung auf eine Mars-Bodenprobe aufgebracht – die daraufhin große Mengen Sauerstoff freisetzte. Für manche galt dieses Ergebnis als Beweis für mikrobielles Leben auf dem Mars, dagegen sprach jedoch, dass die Sauerstoffproduktion auch nach einer Sterilisation bei 160 Grad Celsius weiterging.

„Die heute gängige Interpretation ist, dass die Ergebnisse auf eine abiotische chemische Reaktion zurückzuführen sind“, zitiert die europäische Raumfahrtorganisation Esa den Forscher Elias Chatzitheodoridis aus dem Fachbereich Geologische Wissenschaften der Nationalen Technischen Universität Athen. „Die Sauerstoff-Produktion wurde durch eine reaktive Sauerstoffspezies verursacht, die mit dem Wasser in der Nährflüssigkeit reagiert“, erklärt Christos Georgiou aus dem Fachbereich Biologie der Universität Patras gegenüber der Esa und fährt fort: „Solche reaktiven Spezies können aus Metallsalzen von Superoxiden, Peroxiden oder Perchloraten stammen – letztere wurden 2008 von der Nasa-Landeeinheit ‚Mars Phoenix‘ in der Mars-Arktis nachgewiesen.“

Diesen Mechanismus wollen sich die Forschenden zunutze machen, um künftige Raumfahrer:innen auf dem Mars oder Mond mit Sauerstoff zu versorgen. Ihre Idee, das Experiment der „Viking“-Sonde als eine Art „Detektor“ für die reaktive Sauerstoffspezies zu nutzen, stieß bei der Esa auf Interesse. „Der spannende Aspekt ist, dass diese Technik für mehr als das Finden von Superoxiden genutzt werden kann“, erklärt die Esa-Materialforscherin Malgorzata Holynska.