Mit "elektronischer Nase" auf der Jagd nach Bakterien und Pilzen

14 Dezember 2012

  • Astrium-Messgerät schnüffelt für die Gesundheit der ISS-Crew
  • E-Nose startet am 19. Dezember zur Internationalen Raumstation

Wenn am 19. Dezember die nächste Besatzung der Internationalen Raumstation ISS mit einer Sojus-Trägerrakete ins All startet, hat sie eine von Astrium, Europas führendem Raumfahrtunternehmen, entwickelte elektronische Spürnase mit im Gepäck. Mit der so genannten E-Nose soll dann ab 2013 die Belastung durch Bakterien und Pilze im russischen Segment der Raumstation gemessen werden. E-Nose ist ein Projekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Astrium als Hauptauftragnehmer.

Mit E-Nose werden mikrobiologische Belastungen, die von Bakterien- und Pilzkulturen ausgehen, in qualitativer und quantitativer Weise detektiert. Dies ist wichtig, da eine zu hohe Belastung mit Pilzen und Bakterien sowohl für die Technik als auch für die Besatzungsmitglieder eine nicht unerhebliche Gefahr darstellen kann. Mit diesem speziell entwickelten Analysegerät können die Kosmonauten an allen erdenklichen Stellen im sogenannten Service Module der ISS Messungen vornehmen. Zusätzlich wird ein sogenanntes Targetbook mitgeführt, auf dem verschiedene Materialproben (Aluminium, Platinenmaterial, Kabelmarkierungsmaterial und Nomex (das ist ein spezielles feuerfestes Textilmaterial, aus dem z.B. die Anzüge von Feuerwehrmännern oder Formel-1-Piloten gefertigt sind) aufgebracht sind. Auf diesen Materialien können sich biologische Kulturen ansiedeln, die dann in einem Rhythmus von zwei Monaten durch die Kosmonauten vermessen werden. Nach Beendigung eines etwa sechs Monate dauernden Messzyklus, wird das Targetbook zurück zur Erde geschickt, wo die Proben vom in Moskau ansässigen Institut für Biologische und Medizinische Probleme (IBMP) in Zusammenarbeit mit EADS Innovation Works (zentrale Forschungsorganisation der EADS) ausgewertet werden.

Das von Astrium gebaute Messsystem bezeichnet man deshalb als elektronische Nase, weil es unter Verwendung von zehn unterschiedlichen, Halbleiter-Sensoren spezifische Geruchsbilder aufnimmt. Dabei macht man sich besondere Eigenschaften der von den biologischen Kulturen emittierten Gasmoleküle zunutze. Sie werden durch den Stoffwechsel der biologischen Kulturen gebildet und sind spezifisch für ihre Art. Aus der unterschiedlichen Anregung der einzelnen Sensoren kann man im “irdischen Labor” spezifische Geruchsbilder erstellen. Die auf der Raumstation gemessenen Daten werden dann mit dem jenen verglichen, die am Boden “trainiert” wurden, um Übereinstimmungen zu finden.

Im Gegensatz zu der klassischen Methode der Probennahme (Wischprobe) mit anschließender “Prozessierung” in einem Brutschrank, welches in der ISS nur mit Expertenwissen und zeitaufwändig durchzuführen ist, ermöglicht die neue E-Nose über eine Datenverbindung zur Bodenstation, eine zeitnahe Analyse der Situation.

„Ein Einsatz eines solchen Messgeräts wie die E-Nose wird auf lange Sicht für die gesamte Raumstation, aber auch für mögliche Langzeitmissionen (z.B. zum Mars) einen wichtigen Beitrag zur Sicherheit der Crew an Bord der ISS leisten können“, ist Astrium-Projektleiter Thomas Hummel überzeugt. Auch irdische Einsatzgebiete seien denkbar; z. B. im kommerziellen Passagierluftverkehr oder auf U-Booten.

Über Astrium

Astrium ist das führende europäische Unternehmen für Weltraumsystem und Technik und die Nummer drei weltweit. Im Jahr 2011 erreichte Astrium einen Umsatz von knapp 5 Milliarden Euro und beschäftigte weltweit 18.000 Mitarbeiter. Das Unternehmen hat seine Hauptstandorten in Frankreich, Deutschland, Großbritannien, Spanien und den Niederlanden.

Als einziges Unternehmen in Europa deckt Astrium die gesamte Palette von zivilen und militärischen Raumfahrtsystemen und Dienstleistungen ab.

Das Kerngeschäft gliedert sich in drei Bereiche. Astrium Space Transportation für Trägerraketen und Weltraum-Infrastrukturen, Astrium Satellites für Satelliten und Bodensegmente sowie Astrium Services für umfassende stationäre und mobile End-to-End-Lösungen für bei Sicherheits- und kommerzieller Satellitenkommunikation und Netzwerken, Equipment und Systeme für Hochsicherheits- und kommerzielle Satellitenkommunikation sowie maßgeschneiderte weltweite Produkte und Dienstleistungen für Geo-Informationen.

Astrium ist eine hundertprozentige Tochtergesellschaft der EADS, ein weltweit führendes Unternehmen des Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungsgeschäft und den dazugehörigen Dienstleistungen mit einem Umsatz von € 49,1Mrd. im Jahr 2011 und mehr als 133.000 Mitarbeitern. Zu EADS gehören die Divisionen Airbus, Astrium Cassidian und Eurocopter.

Anmerkung für die Redaktionen:

Das vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) geförderte Vorhaben E-Nose ist ein gemeinschaftliches Projekt, das von Astrium (Friedrichshafen) als Hauptauftragnehmer geführt wird. Wissenschaftlicher Partner ist das in Moskau ansässige Institut IBMP (Institut für Biologische und Medizinische Probleme), das u.a. für die Gesundheit der Crew auf der ISS verantwortlich ist. Die wissenschaftlich-biologischen Themen werden von EADS Innovation Works aus München sowie vom Zentrum für Umweltforschung und nachhaltige Technologien (UFT) in Bremen bearbeitet. Als Grundlage der Entwicklung dient ein kommerzielles Messgerät der Schweriner Fa. AirSense.

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