Grundlagen einer nachhaltigen Bioproduktion für die Besiedelung des Mars

Ziel dieses Projekts ist es, eine Grundlage für Bioproduktionsprozesse auf dem Mars zu entwickeln, die auf den natürlichen Ressourcen des Planeten basieren. So soll nicht nur die nachhaltige zukünftige Besiedelung von Planeten ermöglicht werden, sondern auch wichtige Erkenntnisse und Impulse für ressourcenschonende Technologien und Konzepte auf der Erde gewonnen werden.

Dieses Projekt ist Teil eines dreistufigen Prozesses, bestehend aus (i) der Produktion von O₂ und Biomasse durch Cyanobakterien (CB), die Licht und Regolith als mineralisches Substrat nutzen, (ii) der Umsetzung des Abwassers der Cyanobakterien-Kultivierung und des Regoliths zu einem geeigneten hydroponischen Substrat und wertvollen Sekundärprodukten (Biokraftstoff, Biokunststoff (PHA)) in einem mikrobiellen elektrochemischen System (MES) und (iii) die Kultivierung von Pflanzen mit Hilfe des hydroponischen Substrats als Dünger.

Das Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik (UVT) ist federführend bei der Entwicklung des zweiten Teils des Prozesses. Dies umfasst die Betrachtung der Stoffströme sowie die Entwicklung eines spezifischen elektroaktiven mikrobiellen Konsortiums, das für die Behandlung des Abwassers (Verringerung der fermentierbaren Komponenten (Total Organic Carbon, TOC), Entfernung von Perchlorat (ClO₄^-) oder überschüssigem Nitrat/ Ammonium (Total Nitrogen, TN), Energierückgewinnung in Elektrizität) und dessen Umwandlung in die gewünschten Produkte erforderlich ist. Eine Modellierung des gesamten ISRU-basierten Bioproduktionskonzepts (mit dem MES im Mittelpunkt und unter Einbeziehung von Cyanobakterien und Pflanzen) soll zudem zur Optimierung und Bewertung des Gesamtkonzepts dienen.