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Forschung für Raumfahrt - Gemüse in der Antarktis

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Was in der Antarktis wächst, kann auch im All gedeihen: Am Gewächshaus im ewigen Eis forschen Deutsche zu künstlichen Habitaten. Entsteht dort die grüne Lunge von Raumstationen?

In einem Gewächshaus in der Antarktis gab es die erste Ernte.
In einem Gewächshaus in der Antarktis gab es die erste Ernte. Quelle: Carmen Jaspersen/dpa

Jeden Tag stapft Paul Zabel dick eingepackt 400 Meter durch den Schnee ins Grüne, sät Salat, schneidet Tomatenpflanzen zurück und überprüft, ob es seinen Zöglingen gut geht. Den Lohn seiner Arbeit kann er jetzt genießen: Gerade hat er 3,6 Kilogramm Salat, 70 Radieschen und 18 Gurken geerntet.

"Das Gemüse wird schon sehnlichst erwartet", sagt Zabel. Während des antarktischen Winters ist die Polarforschungsstation von der Außenwelt abgeschnitten. Über Monate muss die Besatzung von den Vorräten zehren, die mit der letzen Lebensmittellieferung Ende Februar ankamen. Auch das Gärtnern in der Abgeschiedenheit ist eine Herausforderung: Zabel muss mit den vorhandenen Ressourcen auskommen, Nachschub gibt es nicht. Ähnlich müssen sich Astronauten fühlen.

Nächstes Ziel: Gemüse auf der Raumstation

Mond und Mars sind das eigentliche Ziel von Raumfahrtingenieur Paul Zabel und seinen Kollegen am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bremen. Das von ihnen entwickelte Gewächshaus soll Astronauten bei der Erkundung ferner Planeten versorgen. Und nicht nur das: Es soll die grüne Lunge der Raumstationen sein. "Es stellt für die Astronauten Sauerstoff zum Atmen her und reinigt das Wasser", erläutert Projektleiter Daniel Schubert.

Schubert blickt auf die vielen Bildschirme im Bremer Kontrollraum. Von dort überwachen er und sein Team alles, was im Gewächshaus passiert. Monitore zeigen Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt an. Eine Kamera fotografiert regelmäßig alle Pflanzen. In acht Regalen sprießen auf mehreren Etagen üppig grüne Salate, gelbblühende Tomatenpflanzen, Basilikum, Schnittlauch, Petersilie, Gurken, Kohlrabi und kleine Rucola-Setzlinge.

Wachstum schneller als normal

"Die wachsen schneller als unter normalen Bedingungen", sagt Schubert. Alle fünf Minuten werden die Wurzeln der Pflanzen computergesteuert mit einer Nährstofflösung besprüht, sie bekommen mehr Licht und Kohlendioxid als normalerweise. Besonders wichtig für das Projekt sind die geschlossenen Kreisläufe. Luft und Wasser werden immer wieder recycelt, wie es im Weltraum auch sein müsste.

Allerdings führen die DLR-Forscher über Flaschen zusätzliches Kohlendioxid zu, das die Astronauten auf einer echten Raumstation ausatmen würden. Auch Wasser müssen sie teilweise ergänzen, denn das wird im Gemüse gebunden und mit der Ernte dem Kreislauf entnommen. Wie viele Ressourcen die Forscher in das Gewächshaus geben müssen und wie viel Ertrag dabei herauskommt, soll am Ende des einjährigen Projekts feststehen.

"Die Testpersonen haben alle abgenommen."

Wie solche künstlichen Lebenswelten - Habitate genannt - funktionieren, daran forscht auch Klaus Slenzka, Chefwissenschaftler der Lebenswissenschaften beim Bremer Raumfahrtkonzern OHB. "Was muss ich vorne reingeben und was kommt hinten raus? Das ist wissenschaftlich noch nicht verstanden." Alle Habitate, die für die Forschung bisher auf der Erde betrieben worden seien, hätten nicht genug Nahrung produziert, sagt Slenzka. "Die Testpersonen haben alle abgenommen."

Wie man auf dem Mars leben könnte, hat die Geophysikerin Christiane Heinicke bereits ein Jahr lang während einer Simulation auf dem Vulkan Mauna Loa auf Hawaii getestet. Im echten Einsatz im Weltraum hätte die Mars-Station jedoch nicht funktioniert, sagt Heinicke. Sie will deshalb ein Habitat entwickeln und bauen, das auch auf dem Mond oder dem Mars stehen könnte - mit Sicherheitsschleusen und einer echten Außenhülle, die Druck und Strahlen standhält. "Meines Wissens arbeitet bisher niemand an solch einem Forschungshabitat."

Ab Oktober will Heinicke ein erstes Modell am Bremer Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation aufbauen. Ein einsatzfähiges Habitat, bestehend aus mehreren Modulen mit Schlafzimmer, Küche, Labor, Gewächshaus und Fitnessraum, soll in den nächsten fünf bis zehn Jahren entstehen. Auch das DLR-Gewächshaus könnte so nicht auf Mond oder Mars stehen. "Die Technologien sind da", sagt Schubert. Doch bis das Gewächshaus All-tauglich sein wird, brauchen die Forscher noch mindestens 15 Jahre.

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