Space Farming

Seit Jahrzehnten träumt der Mensch davon, andere Planeten zu besiedeln. Nachdem wir auf dem Mond genügend Schritte getan haben, soll in nicht allzu ferner Zukunft der Mars als nächstes Ziel dran sein. Die NASA spricht vom Jahr 2035, ein niederländisches Unternehmen möchte mit seiner „Mars One“ – Mission sogar schon 2025 die erste Marskolonie gründen. Auf jeden Fall sollen die Missionen als Ausgangspunkt für eine permanente Präsenz des Menschen auf dem Mars dienen. Seit Perry Rhodan haben sich wohl schon unzählige Sci-Fi Begeisterte diesen Moment herbeigesehnt. Jetzt da er in greifbare Nähe rückt, fällt der Fokus auf recht essenzielle Probleme wie: Was sollen die Mars-Bewohner essen? Die Wissenschaft arbeitet seit Jahren an einer Lösung. Dem Anbau von Pflanzen im Weltall.

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Ausgangsproblem für die Forschung sind die immensen Kosten, die damit verbunden sind, die Astronauten und Forscher auf anderen Himmelskörpern mit Nahrung zu versorgen. Ein Kilo, das von der Erde zur ISS befördert wird, kostet rund 20.000 $. Dieselbe Menge zum Mars zu bringen, kratzt bereits an der Millionen-Grenze. Den Weltraum-Kolonien die Möglichkeit zu geben sich in Eigenregie selbst zu versorgen, scheint für dieses Vorhaben also nahezu unabdingbar. Neben der Produktion von Nahrung könnte ein Gewächshaus auf dem Mond oder Mars auch zur Wasseraufbereitung und der Produktion von Sauerstoff dienen. Ganz zu schweigen vom Gemütszustand der Bewohner, die das ein oder andere lebende Grün in ihrer Station bestimmt nicht ablehnen würden.

Die Probleme, denen sich das Weltraum-Gemüse stellen muss, sind vielfältig. Eine verringerte oder überhaupt nicht vorhandene Schwerkraft kann sich auf verschiedene Weisen auf das Wachstum der Pflanzen auswirken. Schon die Bewässerung der Pflanzen stellt eine Herausforderung dar. Flüssigkeiten formen sich in einer Mikrogravitation, wie sie zum Beispiel auf der ISS herrscht, zu schwebenden Kugeln. Diese haften sich an Gegenstände, bleiben dabei jedoch flüssig. Für eine Pflanze würde es den Tod bedeuten, wären ihre Wurzeln permanent von flüssigem Wasser umgeben. Auch das Sonnenlicht, welches auf dem Mars nur halb so stark wie auf der Erde ankommt, stellt ein großes Problem dar.

Um sich auf die erste Migrationswelle Richtung Mars vorzubereiten, tüfteln Wissenschaftler überall auf der Erde an Gewächs-Technologien, damit diese später im Orbit auf der ISS getestet werden können. Eine davon ist das Advanced Biological Research System, oder kurz ABRS. Das Gerät ist eine Art High-Tech Gewächshaus, mit dem Sprösslinge und Samen zur ISS transportiert werden, um sie dort zu züchten und zu untersuchen. Die beiden Kammern die das ABRS enthält können selbstständig ihre Temperatur, Lichtstärke und Lichtfarbe, sowie ihre atmosphärische Beschaffenheit regulieren. Eigentlich bräuchten Pflanzen zum Wachsen nur blaues und rotes Licht. Damit das Gemüse aber so aussieht wie auf der Erde und nicht Grau oder Blau, kommen auch grüne LED-Leuchten zum Einsatz. Je nach Vorprogrammierung und Bedarf können mehr oder weniger flüchtige organische Verbindungen, wie CO2 und Methan, aus der Luft gefiltert werden. Da es vom Gewicht her zu schwer wäre fruchtbare Erde auf eine jahrelange Mission mitzunehmen, werden die Pflanzen hydroponisch gezüchtet. Das bedeutet sie wachsen in einer genauestens kontrollierten Nährstofflösung, was jede Kontamination und Missbildung verhindert. Außerdem wachsen die Pflanzen deutlich schneller und werden erheblich größer.

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Eines der bemerkenswertesten Experimente wurde 2009 im ABRS durchgeführt. Das TAGES (Transgenic Arabidopsis Gene Expression System), diente der Untersuchung des Wurzelwachstums bei fehlender Schwerkraft. Als Testkaninchen musste dafür Schotenkresse herhalten. Bevor sie zur ISS geschickt wurde, wurde ihrem Genom ein Gen hinzugefügt, welches in Stresssituationen fluoresziert. War die gewachsene Schotenkresse mit ihrer Umgebung unglücklich, leuchtete sie grünlich, wenn sie unter einem bestimmten Blaulicht betrachtet wurde. So konnten die Astronauten in Echtzeit das Wohlergehen der Pflanze überprüfen, ohne sie für den Versuch sterben lassen zu müssen, so wie es normalerweise gehandhabt wurde. Bei dem Experiment kam übrigens heraus, dass sich das Wurzelwachstum in der Mikrogravitation genauso verhält wie auf der Erde, was eine riesige Überraschung war.

Im Mai erreichte eine neue Gewächsstation die ISS. Das durchaus passend benannte Modul VEGGIE, welches zunächst auf der Erde im Kennedy Space Center in Florida getestet wurde, enthält eine Art Nährboden-Teppich mit sechs einzelnen Gewächs-Kissen. In diese Kissen sind Samen eingelassen, die zu Salatköpfen heranwachsen sollen. Sie gedeihen auf einem Lehmboden, der normalerweise auf Baseballplätzen eingesetzt wird. Unter Einfluss eines regelmäßig abgegebenen Düngemittels und einer Armada an LED-Leuchten wachsen hier innerhalb von einem Monat übernatürlich große Salatköpfe heran. Die Maschine, die ein bisschen so aussieht wie ein riesiger Inkubationskasten, wird eingesetzt um später auf der Erde zu ermitteln, ob sich an dem Salat Mikroorganismen befinden und ob dieser zum Verzehr geeignet ist. Ist dies der Fall, soll zur Feier bald ein hübsches Blumenbeet voller Zinnien angelegt werden.

Doch nicht nur in Übersee und im All wird experimentiert. Auch in Deutschland beschäftigt die Aufgabe die Wissenschaft. Forscher der Universität Erlangen-Nürnberg arbeiten zusammen mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt an einem Gewächshaus, in dem etwas komplexere Gemüse wie Tomaten und Paprika wachsen sollen. Zurzeit laufen Experimente mit der eigens hierfür gezüchteten Tomatensorte Mirco-Tina. Im Unterschied zur herkömmlichen Hydroponik wachsen die Tomaten in einer Nährlösung, die einzellige Algen enthält. Als Dünger dient künstlicher Urin, der von den Algen in wichtiges Nitrat umgewandelt wird. Ein solches Gewächshaus könnte auf einer langen Mission also sowohl für Nahrungsnachschub sorgen als auch die Hinterlassenschaften der Astronauten sinnvoll beseitigen. Das, von den Pflanzen abgegebene, kondensierte Wasser kann aufgefangen und als Trinkwasser verwendet werden. 2016 soll das Gewächshaus an Bord des Satelliten Eu:CROPIS (Euglena and Combined Regenerative Organic Food-Production in Space) in den Orbit geschossen werden, um dort unter ständiger Beobachtung ein Jahr lang zu gedeihen.

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Die gärtnerischen Ambitionen zeigen wie wichtig das Vordringen in den Weltraum für den Menschen tatsächlich ist. Zügellose Neugier treibt uns zu immer längeren Reisen an immer fernere Orte an, egal wie viele Steine im Weg liegen. Die Idee von Kolonien auf anderen Planeten hört sich für die meisten Menschen wahrscheinlich völlig absurd und unmöglich an und vielleicht ist sie das sogar auch. Es wäre nicht das erste Mal, dass die NASA an ihren eigenen Vorhaben scheitert. In spätestens 5 Milliarden Jahren wird die Sonne die Erde restlos zerstören, bis dahin muss die Menschheit einen neuen Ort zum Leben gefunden haben. Falls es bis 2035 nicht klappt, bleibt also noch ein wenig Zeit. Der erste Spatenstich ist zumindest gesetzt.

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