Proteine aus dem Bioreaktor 10.05.2017, 13:21 Uhr

Baustoff aus Rinderblut für Häuser auf dem Mars

Proteine, die von Bakterien hergestellt werden, sollen Zement ersetzen und damit ein Transportproblem in der Raumfahrt lösen. Die Methode hat auch Chancen, auf der Erde eingesetzt zu werden, denn sie spart gigantische Mengen an Energie ein.

Die künstlerische Darstellung zeigt eine Mondbasis, die mit dem 3D-Drucker gebaut wurde. Jetzt haben Forscher aus Proteinen im Rinderblut eine Art Beton hergestellt, mit dem auf dem Mars gebaut werden könnte.  Dafür muss das Protein mit marsähnlichem Staub vermischt und in Form gebracht werden. 

Die künstlerische Darstellung zeigt eine Mondbasis, die mit dem 3D-Drucker gebaut wurde. Jetzt haben Forscher aus Proteinen im Rinderblut eine Art Beton hergestellt, mit dem auf dem Mars gebaut werden könnte.  Dafür muss das Protein mit marsähnlichem Staub vermischt und in Form gebracht werden. 

Foto: Mia Allende

Nachdem Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt am Kölner Sonnenofen den ersten Stein hergestellt haben, der für den Bau eines Dorfs auf dem Mond taugt, ziehen Ingenieure der Harvard University (SU) in Kalifornien und der US-Weltraumagentur Nasa jetzt nach. 

So sieht er aus, der erste Stein für ein Dorf auf dem Mond, gebacken im DLR-Zentrum in Köln. Nur aus Mondstaub und mit der Hitze aus Sonnenlicht wurde der Stein hergestellt.

So sieht er aus, der erste Stein für ein Dorf auf dem Mond, gebacken im DLR-Zentrum in Köln. Nur aus Mondstaub und mit der Hitze aus Sonnenlicht wurde der Stein hergestellt.

Foto: G. Porter/ESA

Während die Kölner Vulkanasche, die Mondstaub ähnelt, mit Hilfe von konzentriertem Sonnenlicht verflüssigen und zu Ziegeln gießen, setzen die Amerikaner auf Biotechnik. Schneckenhäuser, Muschelschalen und andere Naturprodukte beziehen ihre teils überraschend hohe Festigkeit aus Proteinen. Und diese wollen Michael Lepech, Professor an der SU, und sein Nasa-Kollege David Loftus nutzen, um Zement zu ersetzen. Denn den müsste man in Mengen von hunderttausenden Tonnen auf Mond und Mars schießen, um feste Behausungen zu bauen.

Wenn diese Himmelskörper tatsächlich einmal besiedelt werden benötigen die Siedler feste Unterkünfte, die sie vor gefährlicher Strahlung und Meteoriten schützen. Sie könnten sie möglicherweise schon bald brauchen: Elon Musk, Chef des privaten Raumfahrtunternehmens SpaceX, will die ersten Menschen schon 2024 zum roten Planeten schicken, die Nasa 2030.

Bioziegel sind so fest wie Betonklötze

Sonnenziegel sind eine Möglichkeit, die Transportmengen drastisch zu reduzieren. Die Nutzung von Proteinen, die in Bioreaktoren von genmanipulierten Mikroorganismen wie Bakterien hergestellt werden, eine zweite. Dass es funktioniert haben die US-Forscher schon bewiesen. Sie fanden im Blut von Rindern ein Protein, das, mit mond- oder marsähnlichem Staub vermischt und in Form gebracht, nach dem Aushärten fast so fest ist wie ein Betonklotz.

Wasser wäre überflüssig

Eine Produktionsstätte auf Mond oder Mars bestünde aus Bioreaktoren, in denen die Bakterien Proteine erzeugen, Baggern, die Staub einsammeln und einer Mischanlage. Die Menge an Nahrung, die für die Bakterien herangeschafft werden müsste, ist um Zehnerpotenzen geringer als die an Zement, der benötigt würde. Zudem müsste noch Wasser etwa aus herbeigeschafftem Sauer- und Wasserstoff hergestellt werden. Auf dem Mars könnte allerdings Wasser zu finden sein.

Fast zwei Milliarden Tonnen weniger Kohlendioxid

Lepech ist Spezialist für umweltverträgliches Bauen. Er sucht Abfälle weitgehend zu vermeiden und Energie einzusparen. Bioziegel aus Proteinen und grobem Staub sind seine Vorzeigeprodukte. Die Zementindustrie ist weltweit für fünf Prozent aller Kohlendioxid-Emissionen verantwortlich. Das sind fast zwei Milliarden Tonnen pro Jahr.

3D-Drucker im Einsatz: In 14 Stunden druckt der mobile Bauarbeiter die 3,65 m hohen Außenwände einer Kuppel mit 15 m Durchmesser. Er ist für den Einsatz auf dem Mars gedacht.

3D-Drucker im Einsatz: In 14 Stunden druckt der mobile Bauarbeiter die 3,65 m hohen Außenwände einer Kuppel mit 15 m Durchmesser. Er ist für den Einsatz auf dem Mars gedacht.

Foto: Steven Keating, Julian Leland, Levi Cai and Neri Oxman/Mediated Matter Group

Die könnte man langfristig einsparen, glaubt Lepech. Er will seine Ziegel auch für irdische Bauten nutzen.

Starkregen macht die Ziegel weich

Ausgereift sind sie allerdings noch nicht. Tests haben gezeigt, dass sie Starkregen auf Dauer nichts entgegenzusetzen haben. Sie werden weich. Doch das lässt sich mit anderen Proteinen oder mit einer Mixtur ändern. Für Einsätze auf Mond und Mars sind sie dagegen schon heute geeignet, denn dort fällt kein Regen. Die Ziegel haben eine ausreichende Festigkeit, um Meteoriten abzuhalten, haben Simulationen mit sehr energiereichen Gaspartikeln ergeben. Außerdem halten sie gefährliche Strahlen aller Art zuverlässig ab.

Eine weitere neue Entwicklung für den Mars: Ein Forscher des Massachusetts Institute of Technology hat einen gerade 3D-Drucker entwickelt, der auf Ketten fährt und autonom arbeitet. 

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