Biologische Innovation: Algen-basierte Bioplaste als Schlüssel für nachhaltige Mars-Habitats

    Ein Forschungsteam der Harvard University hat demonstriert, dass einfache photosynthetische Organismen unter marsähnlichen Bedingungen in selbst erzeugten Bioplastik-Habitaten überleben können. Die Vision: Ein sich selbst erhaltendes, biologisch geschlossenes System für zukünftige Marskolonien.

    Dichtes Wachstum der Grünalge Dunaliella tertiolecta in bioplastischen Habitaten unter marsähnlicher Atmosphäre.
    Dichtes Wachstum der Grünalge Dunaliella tertiolecta in bioplastischen Habitaten unter marsähnlicher Atmosphäre.


    Wie könnten Menschen auf dem Mars überleben, ohne permanent teure Materialien von der Erde zu importieren? Eine Antwort auf diese Frage liefert ein wegweisendes Experiment der Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS):

    Forscher haben gezeigt, dass sich Grünalgen der Art Dunaliella tertiolecta in einem unter Marsbedingungen betriebenen Habitat aus biologisch erzeugtem Polymilchsäureplastik (PLA) erfolgreich kultivieren lassen.

    Lichtdurchlässig, druckstabil, UV-blockierend

    Die im Juli in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlichte Studie beschreibt den Aufbau eines 3D-gedruckten Bioplastik-Gewächshauses, das unter einer simulierten Marsatmosphäre von 600 Pascal betrieben wurde – rund 1 % des Luftdrucks auf der Erde.

    Das Habitat bestand aus 1 mm dicken PLA-Wänden, die nicht nur sichtbares Licht durchließen, sondern gleichzeitig UV-Strahlung blockierten und einen stabilen Innendruck ermöglichten, der flüssiges Wasser im Inneren erhalten konnte.

    Ein geschlossener Kreislauf aus Algen und Plastik

    Das Besondere an diesem Ansatz: Das verwendete Bioplastik kann theoretisch ebenfalls vor Ort produziert werden – aus organischem Material, das von den Algen selbst erzeugt wird. Die Studie spricht damit eine radikal neue Idee an: den Bau extraterrestrischer Lebensräume aus den Produkten der Biosphäre selbst.

    „Unsere Ergebnisse zeigen, dass Produkte biologischer Prozesse selbst genutzt werden können, um Lebensräume in außerirdischen Umgebungen zu schaffen.“
    („Our results demonstrate that products of biology itself can be used to create habitats in extraterrestrial environments.” – Wordsworth et al., 2025)

    Skalierbar und effizient – theoretisch bis zur Marsstadt

    Die Wissenschaftler berechneten, dass ein Algenvolumen von nur 0,3 Metern Tiefe bereits ausreichen könnte, um ausreichend PLA zu erzeugen – vorausgesetzt, der Konversionsprozess von Biomasse zu Bioplastik wird effizient gestaltet.

    Überschüssiges Material könnte genutzt werden, um weitere Habitatmodule zu bauen, was theoretisch zu einem exponentiellen Wachstum der Wohnfläche führen könnte.

    Biologische Alternativen zu Hightech-Lösungen

    Ein solches System, das biologische Prozesse nutzt, um Strukturen zu erzeugen, zu erhalten und zu erweitern, könnte nicht nur für den Mars, sondern auch für die Mondoberfläche oder tieferen Weltraum Anwendung finden. Für menschliche Nutzung wären zusätzliche Schutzschichten gegen Strahlung notwendig, doch auch hierfür schlägt das Team biologisch erzeugbare Materialien wie Nanocellulose-Aerogele vor.

    Die Forscher betonen, dass der Weg zur autonomen Marsstation noch weit ist. Doch ihr Konzept markiert einen Paradigmenwechsel:

    Weg von industriellen Großlösungen, hin zu lebensfreundlicher, wachstumsfähiger Biosphäre. Oder wie es die Studie formuliert:

    „Der Einsatz biologischer Produkte zur Schaffung geschlossener Lebensräume ermöglicht es, die natürlichen Grenzen mikroskopischen Lebens zu überwinden.“
    („Using the natural products of biology to enable closed-loop habitability on a larger scale allows these limits to be overcome.” – Wordsworth et al., 2025)

    Quelle

    Wordsworth, R. et al. (2025). Biomaterials for organically generated habitats beyond Earth. Science Advances, Vol. 11, Issue 27. DOI: 10.1126/sciadv.adp4985