Die Raumfahrtkraft von Natursekt. Credit: ACSReaction
Neben Wasser, dem Hauptbestandteil, enthält Urin auch einen geringen Anteil an Stickstoff und Kohlenstoff (in Form von Harnstoff) sowie Mineralionen wie Kalium, Kalzium und Natrium. Es gibt viele Möglichkeiten, Wasser aus dem Urin zu gewinnen, aber die Reinigung des Urins im Weltraum ist ein anderes Ballspiel. Es begann als eine Methode, um Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern. Schließlich ist der Transport von Tonnen Wasser von der Erde in den Weltraum nicht billig. Im Jahr 2009 begannen amerikanische Astronauten, Urin mit einem System namens Urin Processor Assembly zu recyceln, das 75 Prozent des verfügbaren Wassers zurückgewinnen konnte. Die Ingenieure der NASA haben seitdem die Effizienz des Urinrecyclings verbessert. Die geheime Zutat wird alternative Urinvorbehandlungslösung genannt. Mit nur wenigen Millilitern, die bei jeder Spülung in die Toilette abgegeben werden, gewinnt das System nachweislich einen größeren Teil (bis zu 90%) des Wassers auf der Internationalen Raumstation zurück. Der Erfolg des verbesserten Verfahrens ebnet den Weg für eine langfristige Raumfahrt, da das Wasserrückgewinnungssystem für die Schaffung eines geschlossenen Lebenserhaltungssystems unerlässlich ist, wenn die Erde weit außerhalb der Reichweite liegt.
Natürlich geht es beim Urinrecycling in der Raumfahrt um mehr als nur um die Rückgewinnung von Wasser. Ein von der NASA finanziertes Forschungsteam der Clemson University gab kürzlich bekannt, dass sie einen Weg gefunden haben, Urin in Plastik und Omega-3-Fettsäuren umzuwandeln, indem sie die einzigartige metabolische Natur einer gentechnisch veränderten Hefe namens Yarrowia lipolytica nutzen.
Diese einzigartige Kreatur verbraucht gerne Harnstoff, um Stickstoff zu erhalten. Interessanterweise zeigte die Hefe beim Wechsel von der Arbeit mit nur Harnstofflösung zu menschlichem Urin nicht nur eine gute Verträglichkeit gegenüber den anderen Komponenten im Urin, sondern wuchs sogar noch besser. Der andere kritische Schritt besteht darin, Zucker mit Kohlendioxid (aus der Atmung von Astronauten) herzustellen. Das Team wandte sich an photosynthetische Cyanobakterien um Hilfe: Die Mikroben können Kohlendioxid und Licht nutzen, um Zucker zu produzieren, die der Hefe zugeführt werden. Die Hefe verwendet den Zucker und den menschlichen Urin, um Kunststoffe und Fettsäuren herzustellen.
„Die Entwicklung von Kunststoffen und Omega-3-Fettsäuren aus Astronautenabfällen zeigt die Möglichkeit, was aus Dingen, die bereits vorhanden sind, im Weltraum hergestellt werden kann“, sagte Dr. Mark Blenner, der Teamleiter. „Wir betrachten dies nicht als den heiligen Gral, wie wir die Raumfahrt ermöglichen werden, aber es ist sicherlich ein interessanter Teil der Gleichung.