Bildnachweis: ESA
Ein Anliegen der Ingenieure bei der Entwicklung von Weltraummissionen besteht darin, sicherzustellen, dass unsere Raumsonden keine unerwarteten Mikroorganismen mitbringen, wenn sie einen fernen Planeten erreichen. Es gibt strenge internationale Regeln, um eine Kontamination zu vermeiden. Daher verwenden Ingenieure verschiedene Techniken, um ihre Raumfahrzeuge sauber zu halten: Sterilisation durch Hitze, Vakuum, Alkohol, Bestrahlung mit ultraviolettem Licht und anderen Arten von Strahlung. Wenn sie fertig sind, hoffen die Ingenieure, weniger als 300.000 Mikroorganismen im Beagle 2 zu haben, der 2003 auf den Markt kommen soll. Das klingt nach viel, aber selbst auf dem saubersten Küchenboden gibt es mehrere Milliarden kleine Biester.
Wenn Sie für eine Reise zu einem anderen Planeten packen, gibt es einige Dinge, wie zum Beispiel Mikroorganismen, die Sie nicht in Ihr „Gepäck“ aufnehmen möchten. Was ist zum Beispiel, wenn endlich außerirdisches Leben auf dem Mars entdeckt wird und Wissenschaftler hinterher erkennen, dass es sich tatsächlich um ein terrestrisches Leben handelt?
Glücklicherweise gibt es strenge internationale Regeln, um die Kontamination der Körper des Sonnensystems mit biologischem Material von der Erde zu vermeiden. Lander beispielsweise können eine besondere Gefahr für die abgesetzten Gegenstände darstellen. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist sich dessen bewusst. ESA-Missionen wie Mars Express mit seinem Lander Beagle 2, Rosetta, der auf einem Kometen landen wird, und Cassini-Huygens, die auf Saturn und seinen Mond Titan zusteuern, werden „saubere“ und verantwortungsvolle Besucher sein. Die strengsten Verfahren stellen sicher, dass nur hochsterilisierte Lander befördert werden.
Cassini (mit Huygens an Bord) verließ 1997 die Erde und reist in Richtung des Planeten Saturn. Im Jahr 2004 wird sich Huygens von der Raumsonde trennen und selbstständig auf Saturns größtem Mond Titan landen. Titan ist für die Wissenschaftler ein vielversprechender Standort, da seine Atmosphäre der der primitiven Erde sehr ähnelt. Es ist ein sehr kalter Ort mit Temperaturen von bis zu -180 °C. Viele Wissenschaftler glauben, dass solche eisigen Temperaturen genau der Grund dafür sind, dass auf Titan nie Leben entstanden ist. Huygens kann ihnen jedoch durchaus Gründe zum Umdenken geben.
Rosetta und Mars Express werden 2003 gestartet. Rosetta ist der Kometenjäger der ESA. Es wird 8 Jahre lang durch das Sonnensystem reisen und 2011 auf dem Kometen 46 P/Wirtanen landen. Damit ist Rosetta die erste Raumsonde, die jemals auf einem Kometen gelandet ist. Mars Express ist die nächste Mission zum Mars und die erste in Europa. Es wird im Dezember 2003 auf dem Roten Planeten ankommen und seinen Lander Beagle 2 freisetzen, dessen Aufgabe unter anderem darin besteht, nach Beweisen für das Leben auf dem Mars zu suchen.
Diese vielfältigen Projekte haben alle etwas gemeinsam. Sie alle mussten die Anforderungen des „Planetenschutzes“ der internationalen Wissenschaftsorganisation Committee on Space Research (COSPAR) berücksichtigen.
„Wir wollen die Planeten, zu denen wir reisen, nicht kontaminieren“, sagt John Bennett vom Mars Express-Team der ESA und einer der Wissenschaftler, die für den „Schutz“ des Roten Planeten vor einer unerwünschten terrestrischen Invasion verantwortlich sind. „Wir wollen nicht, dass zukünftige Missionen Kontaminationen aufspüren, statt Leben.“
Die COSPAR-Regeln bestimmen den Reinheitsgrad eines Raumfahrzeugs. Die Standards variieren je nach Art der Mission und ihrem „Schicksal“. Zum Beispiel sind Lander aus Sicht der Kontamination offensichtlich „gefährlicher“ als Orbiter. Je höher die Wahrscheinlichkeit ist, dass ein Planet belebt wird, desto strenger sind die Anforderungen.
Aus diesen Gründen sind die Regeln für den Lander von Mars Express, Beagle 2, besonders streng. Wissenschaftler haben für Missionen zum Mars in der Vergangenheit Sterilisationskriterien von 300 Mikroorganismen pro Quadratmeter festgelegt. Auf dieser Stufe wurde kein Leben entdeckt und sie kamen zu dem Schluss, dass diese Sterilisationsstufe biologische Messungen nicht beeinträchtigen oder beeinflussen würde. Beagle 2 muss sterilisiert werden, um beim Start weniger als 300 Mikroorganismen pro Quadratmeter und nicht mehr als 300 000 in der gesamten Trägerrakete zu enthalten. Zum Vergleich: Auf dem Boden selbst der saubersten Küche in einem Haus auf der Erde sind mehrere tausend Millionen Mikroorganismen vorhanden.
Der Sterilisationsprozess ist ziemlich kompliziert. Viele der Komponenten der Instrumente sind sehr empfindlich und würden sehr hohen Temperaturen nicht standhalten, daher verwenden Wissenschaftler unterschiedliche Techniken. Sie erhitzen die meisten Komponenten von Beagle 2 auf 120 °C und reinigen andere Komponenten chemisch. Für die Sonnenkollektoren wird beispielsweise ein Alkohol verwendet. Die Mikroelektronik-Komponenten werden in einer Vakuumkammer mit einem speziellen Gas, dem Wasserstoffperoxid-Plasma, platziert, das biologisches Material oxidiert und unschädlich macht. Die Wissenschaftler werden auch eine andere Sterilisationstechnik anwenden, die Bestrahlung mit ultraviolettem Licht und anderen Arten von Strahlung. Die Sterilisation wirkt sich auf alle Teile des Landers aus, sogar auf die Airbags und das Fallschirmsystem, mit dem der Lander den Boden sicher erreicht.
Für Beagle findet der Prozess in mehreren Einrichtungen im Vereinigten Königreich statt. Spezielle Transportsysteme bringen jede Komponente in einen eigens dafür gebauten Reinraum, wo sie vor Ort am Standort der Open University in Großbritannien montiert werden. Diesen Sommer beginnt die Montage. Sobald der ultrareine Beagle 2 fertig ist, wird er mit seinem eigenen Frontschild und seiner Rückabdeckung „versiegelt“ und für die Montage auf Mars Express vorbereitet.
Die Anforderungen für Rosetta und Huygens sind weniger streng. Als Cassini-Huygens 1997 gestartet wurde, dachten Wissenschaftler, dass Leben auf dem kalten Titan einfach zu unwahrscheinlich sei. Sie bezeichneten das Projekt daher als risikoarm, da keine Sterilisationsverfahren für notwendig erachtet wurden. Nach den COSPAR-Regeln wurde das Raumfahrzeug jedoch in einem Reinraum zusammengebaut, d. h. mit weniger als 100 000 Partikeln pro Volumeneinheit.
Rosetta ist ein ähnlicher Fall. „Eine Sterilisation ist im Allgemeinen nicht entscheidend, da Kometen normalerweise als Objekte angesehen werden, in denen man präbiotische Moleküle findet, also Moleküle, die Vorläufer des Lebens sind, aber keine lebenden Mikroorganismen“, erklärt Gerhard Schwehm, Projektwissenschaftler von Rosetta. Auf der anderen Seite muss Rosetta heikle Experimente am Kometen durchführen und die Wissenschaftler wollen nicht, dass die Ergebnisse verfälscht werden, daher ist Sauberkeit angesagt.
Originalquelle: ESA-Pressemitteilung
