Forscher: Hefe könnte Bau der ersten Mars-Städte ermöglichen

Ein Forscherteam hat eine potenzielle Methode zum Bau der ersten Mars-Städte vorgestellt, die genetisch veränderte Hefe und lokale Materialien für den 3D-Druck nutzt. Der von Jishen Qiu an der Hong Kong University of Science and Technology geleitete Ansatz zielt darauf ab, die erheblichen Energie- und Logistikprobleme des außerirdischen Bauens zu überwinden.

Das neue Material, "Martian living building material" genannt, kombiniert Mars-Sand mit einem Bindemittel aus Schweinegelatine und modifizierter Hefe. Wenn es extrudiert und simulierten Marsbedingungen – extreme Kälte und dünne Atmosphäre – ausgesetzt wird, gefriert und trocknet die Mischung autonom. Der resultierende Verbundwerkstoff weist eine Druckfestigkeit von etwa 12 Megapascal auf, vergleichbar mit Leichtbeton, und eine Biegefestigkeit von 6 Megapascal, was ihn widerstandsfähig gegen die Sandstürme des Planeten macht.

Dieser Biokomposit steht in starkem Kontrast zu herkömmlichen Vorschlägen für den Marsbau, die oft auf energieintensive Prozesse wie Sintern angewiesen sind. Sintern erfordert das Schmelzen von Marsregolith bei Temperaturen über 1000 Grad Celsius, was Kernreaktoren oder massive Solaranlagen erfordert. Das entstehende Keramikmaterial ist zudem spröde und lässt sich nicht leicht recyceln. Die hefebasierte Methode hingegen benötigt deutlich weniger Prozessenergie und läuft mit bescheidener Sonnenenergie.

Der Schlüssel zur Festigkeit des Materials liegt in der genetischen Modifikation von Backhefe. Die modifizierten Zellen sind so konzipiert, dass sie sich an Sandkörner anhaften, einen stark haftenden Klebstoff absondern und eine netzartige Struktur bilden, die die Zellen miteinander verbindet. In der Marskälte gefriert Wasser in der Mischung zu einem geordneten Gitter aus winzigen Taschen und bildet ein leichtes, schwammartiges Skelett. Die Hefezellen wirken wie Verstärkungsstäbe und verhindern den Kollaps.

Darüber hinaus ist das Material vollständig recycelbar. Labortests zeigten, dass zerbrochene Ziegel mindestens vier aufeinanderfolgende Generationen lang ohne Festigkeitsverlust zu neuen, strukturell soliden Blöcken verarbeitet werden konnten. Eine aktuelle Einschränkung ist die Abhängigkeit von importierter Schweinegelatine; Forscher arbeiten daran, die Hefe so zu modifizieren, dass sie das gesamte Gerüst selbstständig synthetisiert.