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Forschungsmission: frische Tomaten aus dem All

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Frisches Gemüse, das im Weltall mit einer Düngelösung aus umgewandelten Bio-Abfallprodukten gedeiht – das ist die Grundvoraussetzung für Langzeitreisen im All. Die in diesem Zusammenhang gewonnenen Forschungsergebnisse können aber auch auf der Erde von Nutzen sein.

Die Anzucht der Tomaten soll im All unter kontrollierten Bedingungen stattfinden. Foto: DLR

Gewächshäuser in 600 Kilometer Höhe

Im Rahmen der Eu:CROPIS-Mission des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) sollen mit einem Satelliten zwei biologische Lebenserhaltungssysteme mit Gewächshäusern, Biofilter, Zwergtomaten-Samen, einzelligen Algen und synthetischem Urin in eine erdnahe Umlaufbahn in 600 Kilometer Höhe gebracht werden.

Die Samen sollen im Weltall keimen, und die Tomaten durch die erfolgreiche Umwandlung des Urins in eine Düngemittellösung wachsen. Laut DLR soll die Mission Erkenntnisse liefern, ob und wie geschlossene biologische Lebenserhaltungssysteme fern von der Erde funktionieren und Nahrungsmittel produzieren können.

Biofilter soll Urin in Nitrat umwandeln

„Mit dieser Mission soll gezeigt werden, dass Urin auch unter Mond- und Mars-Schwerkraftbedingungen in Nährstoffe umgewandelt werden kann“, ergänzt Dr. Jens Hauslage vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln.

Dazu befinden sich im Inneren des Satelliten zwei Gewächshäuser in jeweils geschlossenen Lebenserhaltungssystemen, deren Kern aus Grünalgen (Euglena gracilis) und einem Biofilter mit einer 400 Milliliter großen, mit Lavasteinen gefüllten Kammer besteht. Auf und in den porösen Steinen sind Bakterien angesiedelt, die den darüber rieselnden Urin im Wasserkreislauf in Nitrat umwandeln.

Tomaten zeigen Erfolg des Experiments an

„Die so gewonnene Nährstofflösung dient zur Aufzucht der Tomaten. Diese sind sozusagen der Indikator, dass unser Experiment im All erfolgreich verläuft“, erklärt Hauslage. Eine weitere wichtige Rolle übernehmen die sogenannten Grünalgen, die mit in den Weltraum fliegen.

Zum einen können sie Sauerstoff produzieren, was vor allem am Anfang des Experiments, wenn die Tomaten erst keimen, zum Tragen kommt. Zum anderen können die einzelligen Augentierchen das System entgiften und vor zu hohen Ammoniak-Konzentrationen schützen, sollte der Biofilter nicht richtig funktionieren.

LED-Licht in den Weltraum-Gewächshäusern

„Wir nutzen die Eigenschaften von Organismen-Gemeinschaften, um Abfälle in Stoffe auf rein biologische Weise umzuwandeln, die wir für das Wachstum von Nutzpflanzen – in diesem Fall Tomaten – brauchen. Damit schaffen wir wichtige Voraussetzungen für die Versorgung von Astronauten auf zukünftigen Langzeitmissionen“, erläutert Hauslage, der zusammen mit Dr. Michael Lebert (FAU in Erlangen) wissenschaftlicher Initiator und Leiter der EU:CROPIS-Mission ist.

In den Gewächshäusern sorgt darüber hinaus LED-Licht für einen Tag-Nacht-Rhythmus sowie ein Drucktank für einen atmosphärischen Druck von einem Bar, was dem Luftdruck auf der Erde entspricht. Kameras sollen während des Experiments sämtliche Vorgänge in den Gewächshäusern aufzeichnen.

Forschungsergebnisse auch auf der Erde nutzbar?

Von den Ergebnissen des Experiments könnten unter Umständen auch die Menschen auf der Erde profitieren – denn wenn Urin oder Gülle in für Pflanzen nutzbare Nährstoffe und Frischwasser recycelt werden können, lassen sich die Lebensbedingungen in Ballungsgebieten oder in extrem trinkwasserarmen Lebensräumen verbessern und Böden und Grundwasser entlasten, so das DLR.