Verteilte kompakte Plasmareaktorsterilisation für den Planetenschutz bei Weltraummissionen

In diesem Artikel wird eine Proof-of-Concept-Studie vorgestellt, die die Wirksamkeit des Aktivplasma-Sterilisators (APS) für die Sterilisation im Planetenschutz belegt.

Das APS verwendet kompakte tragbare Plasmareaktoren (CPPRs), um eine Oberflächenentladung mit dielektrischer Barriere, eine Art kaltes Plasma, zu erzeugen, wobei Umgebungsluft zur Erzeugung und Verteilung reaktiver Spezies wie Ozon verwendet wird, das zur Dekontamination verwendet wird. Sterilisationstests wurden mit pathogenen Bakterien (Escherichia coli und Bacillus subtilis) an Materialien (Aluminium, Polycarbonat, Kevlar und Orthofabric) durchgeführt, die für Weltraummissionen relevant sind.

Die Ergebnisse zeigen, dass das APS bei einer Leistung von 13,2 +/- 2,22 W gleichzeitig an 11 Punkten innerhalb von 30 Minuten eine Reduzierung pathogener Bakterien um 4 bis 5 log auf vier ausgewählten Materialien erreichen kann. Räumliche Sterilisationsdaten zeigen, dass das APS mehrere Bereiche gleichmäßig sterilisieren kann einer kontaminierten Oberfläche innerhalb von 30 Minuten. Die Ozondurchdringung durch Kevlar- und Orthofabric-Schichten wurde mithilfe des CPPR erreicht, ohne dass ein externer Wirkstoff die Durchdringung unterstützte. Vorläufige Materialverträglichkeitstests mit REM-Analyse der APS-exponierten Materialien zeigten keine nennenswerten Materialschäden.

Somit zeigt diese Studie das Potenzial des APS als leichte, nachhaltige Sterilisationstechnologie zum Schutz des Planeten mit den Vorteilen einer gleichmäßigen räumlichen Dekontamination, niedrigen Verarbeitungstemperaturen, kurzen Einwirkzeiten, Materialkompatibilität und der Fähigkeit, poröse Oberflächen zu desinfizieren.

Konkurrierende Interessenerklärung

Das vorläufige US-Patent (63/417.672) wurde am 19. Oktober 2022 für den aktiven Plasmasterilisator für Weltraumanwendungen angemeldet. Das US-Patent 10.651.014 wurde am 12. Mai 2020 für den kompakten tragbaren Plasmareaktor erteilt.

Bhaswati Choudhury, Tamara Revazishvili, Maria Lozada, Sarthak Roy, Emma Noelle Mastro, Sherlie Portugal, Subrata Roy https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.11.14.516453v1

Astrobiologie

SpaceRef-Mitbegründer, Explorers Club Fellow, Ex-NASA, Auswärtsteams, Journalist, Weltraum- und Astrobiologie, ehemaliger Bergsteiger.