Volg Duurzaamnieuws op Google News | Discover | of als voorkeursbron op Google
Een dunne laag schimmel hield tijdens een proef op het ISS een deel van de ioniserende straling tegen. NASA-astrobioloog Lynn Rothschild onderzoekt los daarvan schimmelhabitats voor Mars, maar een bruikbaar schild voor astronauten is er nog niet.
Zwarte schimmel in een laboratorium. Foto: iStock – Sinhyu
Een petrischaaltje tussen de apparatuur van een ruimtestation: je zou er zo aan voorbijlopen. In december 2018 reisde zo’n schaaltje met Cladosporium sphaerospermum naar het ISS, een schimmel die oorspronkelijk werd geïsoleerd uit materiaal bij de verwoeste reactor van Tsjernobyl. Twee scholieren bedachten de proef, met daarachter een grote vraag voor Marsreizen: kan bescherming tegen kosmische straling ooit ter plekke groeien?
Bij reactor 4 groeiden zwarte vlekken
Rond de ontplofte reactor 4 van Tsjernobyl trof wetenschapper Nelli Zhdanova zwarte schimmelvlekken aan. Ze waren fluweelachtig. In 1997 begon ze daar een veldexperiment om te onderzoeken hoe zulke schimmels met straling omgaan. Sommige van deze zogenoemde radiotrofe schimmels kunnen straling gebruiken als energiebron. Dat maakte de vlekken interessant voor onderzoekers die wilden weten hoe leven op een zwaar bestraalde plek standhoudt.
De donkere kleur hangt samen met melanine, een stof die een belangrijke rol speelt bij het opnemen van straling. Maar groeien op een plek met veel straling is nog iets anders dan een mens ertegen beschermen. Daarvoor moet je meten hoeveel straling er achter een schimmellaag overblijft. En de straling in de ruimte moet je ook echt dáár testen.
Op het ISS telde elke halve uur mee
Het proefmateriaal vloog mee met vrachtmissie SpaceX CRS-16 en kwam terecht in het Destiny-laboratorium. De scholieren Xavier Gomez en Graham Shunk hadden met hun idee een ruimtewedstrijd van het programma Go For Launch! gewonnen. Ingenieur Nils Averesch, verbonden aan Stanford University, werkte vervolgens met hen samen aan het onderzoek. Zo belandde een idee van twee middelbare scholieren in een experiment aan boord van het ruimtestation.
De proef liep 30 dagen. Tijdens 576 uur daarvan legde de meetapparatuur elke 30 minuten gegevens vast. Achter een laag schimmel van 2 millimeter kwam ongeveer 2 procent minder ioniserende straling terecht. Het overgrote deel van de straling ging door de dunne laag heen.
De meting gebeurde terwijl het schaaltje in de gewichtloze omgeving van het ISS stond. Een schimmel die op aarde groeit, hoeft zich buiten onze planeet niet precies hetzelfde te gedragen. Het experiment liet zien dat de laag tijdens een ruimteproef straling verzwakte. Hoe je van zo’n klein schaaltje naar bescherming voor mensen komt, bleef daarmee nog open.
Een berekend schild is nog geen schild op Mars
Met de meetgegevens maakten de onderzoekers een schatting voor een veel dikkere laag. Volgens hun berekening zou ongeveer 21 centimeter schimmel mensen op Mars tegen kosmische straling kunnen beschermen. Dat getal komt dus uit een berekening, niet uit een proef met een schimmelwand van die dikte. Of zo’n laag astronauten werkelijk kan beschermen, is daarmee nog lang niet aangetoond.
Goed om te weten Het berekende aandeel melanine in de schimmelmassa was 8,6 procent van het gewicht, met een onzekerheid van 0,9 procentpunt. Die stof speelt een belangrijke rol in de berekening van hoeveel straling de laag tegenhoudt.
Het aantrekkelijke van schimmel is dat die kan doorgroeien. Materiaal dat op de bestemming zelf groeit, hoef je niet telkens als voorraad mee te nemen. Maar tussen een groeiend laagje in een petrischaaltje en een betrouwbaar schild om een verblijf op Mars zitten nog technische hobbels.
Een huis dat zelf groeit
NASA-astrobioloog Lynn Rothschild onderzoekt los van de ISS-proef een verwant idee: verblijven voor de maan of Mars die uit schimmels groeien. In dat concept zou het materiaal zichzelf ook kunnen herstellen en tegelijk bijdragen aan bescherming tegen straling. Een woonplek voor astronauten staat er nog niet.
Schimmels hoeven bovendien niet als levende laag te worden gebruikt. Onderzoekers van de Johns Hopkins-universiteit stuurden eind 2019 ook een ander materiaal naar het ISS: plastic met melanine uit een andere stralingsminnende schimmel. Daarmee werden twee verschillende routes onderzocht, een groeiend materiaal en een kunststof waarin een stof uit schimmels is verwerkt.
Over de studie
Averesch publiceerde de vervolgstudie met collega’s op 5 juli 2022 in Frontiers in Microbiology. Daarin beschreven ze hoe de schimmel aan boord van het ISS werd gekweekt en hoe ze het effect van ioniserende straling onderzochten. De berekening van het melaninegehalte bouwde voort op de gemeten afname van straling door de schimmellaag.
