Wie hält man gemeinsam genutzte Raumanzug-"Unterwäsche" sauber?

Weltraumspaziergänge sind ein großes Highlight in der Karriere eines jeden Astronauten. Aber es gibt einen Nachteil: Wenn Sie Ihren Raumanzug anziehen, müssen Sie einige zuvor getragene Unterschichten teilen. Eine neue ESA-Studie untersucht, wie diese Gegenstände am besten sauber und hygienisch gehalten werden können, während sich Menschen zum Mond und darüber hinaus wagen.

Während der Space-Shuttle-Ära erhielt jeder Astronaut seine eigene „External Mobility Unit“, die offizielle Bezeichnung für einen Raumanzug. Aber die Besatzungen an Bord der Internationalen Raumstation sind dazu übergegangen, Anzüge zu teilen, wobei unterschiedlich große Segmente zusammengefügt werden, um einem bestimmten Raumfahrer zu passen.

Der ESA-Astronaut Thomas Pesquet zieht seinen Raumanzug der External Mobility Unit (EMU) an, wobei sein Liquid Cooling and Ventilation Garment sichtbar ist. Thomas legte im September 2020 vor seiner Expedition 65-Mission zur Internationalen Raumstation die Passformprüfung des Raumanzugs im Space Station Airlock Test Article (SSATA) im Crew Systems Laboratory im Johnson Space Center der NASA an. Bildnachweis: NASA-Robert Markowitz

Das erste Kleidungsstück, das Weltraumwanderer anziehen, ist eine (Wegwerf-)Windel „Maximum Absorbency Garment“, dann ihre eigene „Thermal Comfort Undergarment“, gefolgt von der langen Unterwäsche-ähnlichen Liquid Cooling and Ventilation Garment (LCVG). Das LCVG wird direkt auf der Haut getragen und verfügt über Flüssigkeitskühlschläuche und Gasbelüftung, um seinen Träger während der anhaltenden körperlichen Anstrengung bei der Arbeit im Hochvakuum kühl und komfortabel zu halten.

Aber das LCVG wird von verschiedenen Raumfahrern zusammen mit den Raumanzügen selbst wiederverwendet. Es wird erwartet, dass diese Wiederverwendung zunehmen wird, sobald Besatzungen später in diesem Jahrzehnt an Bord der Gateway, einer neuen internationalen Raumstation im Mondorbit, eingerichtet werden.

Mit Blick auf einen solchen langfristigen Austausch hat die ESA ein neues Projekt mit dem Namen „Biocidal Advanced Coating Technology for Reducing Microbial Activity“, kurz BACTeRMA, gestartet.

ESA-Astronaut Thomas Pesquet probiert einen Raumanzug aus. Die Handschuhe werden nach Maß gefertigt und die Beine und Arme können nach Belieben angepasst werden, aber der Torso ist starr und nur in drei Größen erhältlich: M, L und XL. Dieses Bild wurde in der Sonny Carter Training Facility – Flight Crew Equipment Suit Lab des Johnson Space Center der NASA aufgenommen. Bildnachweis: NASA-Robert Markowitz

„Raumflugtextilien, insbesondere wenn sie biologischer Kontamination ausgesetzt sind – zum Beispiel Unterwäsche von Raumanzügen – können bei Langzeitflügen sowohl technische als auch medizinische Risiken darstellen“, erklärt ESA-Materialingenieurin Malgorzata Holynska.

„Wir untersuchen bereits Kandidatenmaterialien für Außenschichten von Raumanzügen, daher ist dieses frühe Technologieentwicklungsprojekt eine nützliche Ergänzung, wenn es um kleine bakterientötende Moleküle geht, die für alle Arten von Raumfahrttextilien, einschließlich der Innenausstattung von Raumanzügen, nützlich sein könnten.“

Künstlerische Darstellung des Mondtors. Seine Flugbahn ist eine stark elliptische Umlaufbahn um den Mond – was ihn sowohl relativ nah an die Mondoberfläche als auch weit weg bringt, was es einfacher macht, Astronauten und Vorräte von der Erde abzuholen – etwa eine fünftägige Reise. Bildnachweis: ESA

Der Lebenserhaltungsspezialist der ESA, Christophe Lasseur, fügt hinzu: „Hygiene ist an Bord der Internationalen Raumstation immer ein Thema. Astronauten tragen ihre Kleidung an wechselnden Tagen, dann werden sie schließlich entsorgt – verbrannt im Inneren des wieder eintretenden Raumfahrzeugs. Aber es gibt einige Gegenstände und Oberflächen, die geteilt werden müssen.“

Die Standardmethode zur Verhinderung einer biologischen Kontamination ist die Verwendung von antimikrobiellen Materialien wie Silber oder Kupfer, deren Ionen in Gegenwart von Sauerstoff oder Wasser die normale Funktion der mikrobiellen Physiologie stören.

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Testtextilien. Bildnachweis: ÖWF

„Das Problem ist, dass ihre langfristige Verwendung Hautirritationen hervorrufen kann, während die Metalle selbst mit der Zeit anlaufen können“, erklärt Seda Özdemir-Fritz Bacterma-Projektwissenschaftlerin des Österreichischen Weltraum Forums (ÖWF), dem Hauptauftragnehmer des Projekts .

„Als Alternative kooperieren wir mit dem Vienna Textile Lab. Sie haben exklusiven Zugang zu einer einzigartigen bakteriographischen Sammlung. Diese Mikroorganismen produzieren sogenannte sekundäre Stoffwechselprodukte. Diese Verbindungen sind typischerweise bunt und einige weisen vielseitige Eigenschaften auf: antimikrobiell, antiviral und antimykotisch.

Die ESA arbeitet mit dem Österreichischen Weltraumforum und dem Vienna Textile Lab daran, die Eigenschaften sogenannter sekundärer Stoffwechselprodukte zu nutzen, um eine bakterielle Kontamination zu verhindern. Bakterien selbst produzieren diese Verbindungen, die antimikrobielle, antivirale und antimykotische Eigenschaften aufweisen, um sich vor Umwelteinflüssen zu schützen. Bildnachweis: ÖWF

„Es mag kontraintuitiv klingen, Mikroben mit den Produkten von Mikroben loszuwerden, aber alle Arten von Organismen verwenden Sekundärmetaboliten, um sich vor extremen Umweltbedingungen zu schützen. Das Projekt wird sie als innovative antimikrobielle Textilausrüstung untersuchen.“

BACTeRMA-Projekt. Bildnachweis: ESA

Das Projekt wird weitere innovative Textilausrüstungen mit antimikrobiellen Eigenschaften entwickeln und testen. Das Österreichische Weltraum Forum wird zusammen mit dem Vienna Textile Lab verarbeitete Textilien auf ihre antimikrobiellen Eigenschaften testen und sie Schweiß und Strahlung aussetzen. Der Mischung wird auch simulierter Mondstaub hinzugefügt, da erwartet wird, dass die Arbeitsumgebung der Astronauten nach wiederholten Reisen zur Mondoberfläche staubig werden kann Mars.

„Strahlungstests werden eine längere Lagerung in der Weltraumumgebung simulieren“, fügt Malgorzata hinzu. „Strahlung ist dafür bekannt, Textilien auf komplexe Weise zu altern und zu zersetzen.“

Die Idee für das zweijährige BACTeRMA-Projekt wurde vom ÖWF in Zusammenarbeit mit dem Vienna Textile Lab als Unterauftragnehmer über die Open Space Innovation Platform der ESA vorgeschlagen, um vielversprechende Ideen für die Weltraumforschung aus allen Quellen zu suchen.

Das ÖWF ist eine Weltraumforschungsorganisation: Im ÖWF kommen verschiedene Experten aus verschiedenen Wissenschaftsbereichen zusammen, um an Weltraumthemen zu arbeiten, mit besonderem Schwerpunkt auf der Raumanzugtechnologie.

„Christoph Kolumbus brauchte Schiffsbauer, um seine Reise zu ermöglichen, und genau diesen Beitrag erhoffen wir uns vom ÖWF“, sagt Seda Özdemir-Fritz. „Wir interessieren uns für die menschlichen Faktoren, die bei zukünftigen Mond-Mars-Missionen eine Rolle spielen, also führen wir „analoge Astronauten“-Simulationen und -Analysen durch.“

Ausgewähltes Foto: Astronaut David A. Wolf, Missionsspezialist, seine Füße sicher in einer Rückhaltevorrichtung am Ende des Fernmanipulatorsystems der Raumstation (SSRMS) oder Canadarm2 verankert, scheint über einem stark bewölkten Teil der Erde zu schweben. Die Astronauten Wolf und Piers J. Sellers waren die zugewiesenen Raumfahrer für diesen zweiten STS-112-Weltraumspaziergang sowie die beiden anderen. Bildnachweis: NASA