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wir haben die einmalige Gelegenheit erhalten, als eine von 11 Schulen bundesweit an einer Studie der ESA & DLR unter der Leitung von Prof. Dr. Ralf Möller teilzunehmen. Wir (Allegrini, Dr. Berger, Güngör) haben das Projekt in den NwT-Unterricht der Klassenstufe 9 zum Thema Mikroorganismen integriert. So können unsere Schüler*innen hautnah miterleben, wie Forschung funktioniert und durften auch selbst in die Rolle von Forschenden schlüpfen. Worum geht es dabei?

Langzeitaufenthalte des Menschen in einer Raumstation führen dazu, dass sich aus den mitgeschleppten Mikroorganismen eine eigene Mikroflora entwickelt. Dies kann zum einen Auswirkungen auf die Gesundheit der Astronauten haben – insbesondere, wenn sich ihre Zusammensetzung unter den Bedingungen des Weltraumfluges verändert, zum anderen hat sich gezeigt, dass entstehende Biofilme zu Materialschäden führen. Hier ist notwendig, neue Maßnahmen zur Kabinenhygiene zu entwickeln und diese umzusetzen. Bei der Studie „Touching Surfaces“ werden neuartige Oberflächen auf deren antimikrobielle Wirksamkeit unter Weltraumbedingungen untersucht.

Oberflächen, insbesondere häufig berührte Oberflächen, können als mögliches Reservoir von Mikroorganismen, einschließlich infektiöser/pathogener Organismen, dienen. Ebenso können die freigesetzten Keime durch Biofilmbildung und Materialschädigung die Funktionsfähigkeit der hochsensiblen technischen Bordsysteme gefährden. Eine Möglichkeit zur Reduktion von Mikroorganismen ist der Einsatz von antimikrobiellen Oberflächen. Wichtig bei solchen antimikrobiellen Oberflächen, die im Innenbereich eingesetzt werden, ist, dass sie ihre antimikrobiellen Eigenschaften auch bei häufigem Berühren beibehalten. In „Touching Surfaces“ werden neuartige laserstrukturierte antimikrobielle Oberflächen aus Kupfer und Messing in einem realistischen Ansatz auf der Internationalen Raumstation getestet. Hierbei soll bewertet werden, inwiefern diese antimikrobiellen Oberflächen in der Lage sind, die mikrobielle Ausbreitung innerhalb der ISS zu reduzieren oder zu verhindern. Die antimikrobielle Effizienz soll hier vor allem im Zusammenhang mit den speziellen Umweltbedingungen auf der ISS(Mikrogravitation, Isolation, Temperatur, Feuchtigkeit) gebracht werden. In dem Experiment werden Probenträger an verschiedenen Orten innerhalb der ISS montiert. Die Probenträger beinhalten die antimikrobiellen metallischen Oberflächen mit und ohne durch Laserinterferenz erzeugten Oberflächenstrukturen, die die Bakterienanhaftung erhöhen, bzw. reduzieren. Die verschiedenen Oberflächen werden innerhalb der Mission regelmäßig berührt und werden anschließend auf der Erde durch mikrobiologische und materialwissenschaftliche Methoden untersucht. Die Ergebnisse dieses Projektes ermöglichen die gezieltere Auslegung von antimikrobiellen Kontaktoberflächen und damit eine effiziente Vorbeugung der Keimverbreitung und Biofilmen. Anwendung finden solche Kontaktoberflächen in astronautischen  Raumfahrtmissionen ebenso wie in öffentlichen Einrichtungen und Transportmitteln, in Krankenhäusern und in der Lebensmittelindustrie auf der Erde.

Im Rahmen des Experiments „Touching Surfaces“ werden identische Probenträger von Schülerinnen und Schülern ähnlich wie von den Astronauten getestet, um herauszufinden wie Mikroorganismen sich verbreiten und was man dagegen machen kann. Mit den besten Grüßen von Matthias Maurer aus der ISS haben wir mit der Studie begonnen.

Andreas Maurer

Jede Schule hat einen Touch Array, ein Messgerät für Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Swabs (für Abstriche), Petrischalen, Probenahmegefäße für DNA-Tests von mikrobieller Kontamination und weiterführende Anweisungen (für die Dokumentation und Probennahme) erhalten.

Die Swabs und Petrischalen mit Nährböden wurden zum Bebrüten bereits wieder an Prof. Dr. Möller und sein Team zurückgeschickt. Die Probenahme am Touch Array läuft mindestens 15 Wochen. Wir sind gespannt! (GUN)

Bild- und Textquellen:

DLR/ESA/NASA