Mit modernster Technologie könnte der Weltraum bald ein Stück grüner werden. Aktuelle Forschungsprojekte verbessern dabei nicht nur die Versorgung von Astronauten mit frischem Obst und Gemüse, sondern tragen auch dazu bei, den Obst- und Gemüseanbau auf der Erde zu verbessern.

Die Weltraumpionierin

Als Pionierin der Weltraumlandwirtschaft gilt derzeit Dr. Gioia Massa, Wissenschaftlerin bei der NASA. Ihr Tätigkeitsschwerpunkt liegt in den Bereichen Pflanzenwissenschaften, Weltraumwissenschaften und Landwirtschaft unter kontrollierten Bedingungen.

Neben jüngsten Errungenschaften im Gemüseanbau, durch das System „Veggi“ auf der internationalen Weltraumstation ISS, erlangte Massa zuletzt mit ihrem Forschungsteam neuste Erkenntnisse, die den Anbau von Salat auf der Marsoberfläche der Menschheit ein Stück näher bringt. Diese Erkenntnisse der Arbeit am sog. „Advanced Plant Habitat (APH)“ bedeuten auch wertvolle Errungenschaften für den Gemüseanbau auf der Erde.

Gemüseanbau im Weltraum

Massa entwickelte für die NASA das „Vegetable Production System“, kurz „Veggi“, vergleichbar mit einem kleinen Garten auf der ISS. Das Hauptforschungsziel von Veggi ist die Erforschung von Pflanzenwachstum in der Schwerelosigkeit. Das daraus entstehende Obst und Gemüse dient zusätzlich den Astronauten als Nahrung und versorgt die Besatzung dadurch mit natürlichem Vitamin C.

Die kofferähnliche Kammer fasst bis zu sechs Pflanzen, die auf speziellen „Kissen“ sitzen, welche aus einem tonbasierten Wachstumsmedium und Dünger bestehen. Die Kissen sind nach Angaben der NASA so konzipiert, dass sie Wasser, Luft und Mineralstoffe optimal verteilen, ohne Luftblasen um die Wurzeln zu bilden.

Ohne Gravitation stabilisiert Licht das Pflanzenwachstum

Ohne Gravitation haben Pflanzen nur wenige Richtpunkte, auf die sie zuwachsen können. Genügend und passend ausgerichtetes Licht ist daher essenziell für das Pflanzenwachstum im Weltraum, gibt die NASA an. LED-Lampen mit optimiertem Farbspektrum konnten bereits als wirkungsvoll für den „Anbau“ von Salat, Chinakohl, Senf, Grünkohl und Zierblumen getestet werden. Zukünftig sollen auch Tomaten, Paprika und antioxidantienreiche Lebensmittel wie Beeren gezüchtet werden. Beeren mit hohem Anteil an Antioxidantien seinen im Weltraum besonders wertvoll, da sie den menschlichen Körper gegenüber Solarstrahlung aus dem All widerstandsfähiger machen.

Advanced Plant Habitat (APH)

Das APH ist eine Weiterentwicklung des Veggi-Systems auf der ISS und basiert im Vergleich auf einem geschlossenen System. Insgesamt 180 verbaute Sensoren steuern das automatische Nährstoff- und Wassersystem. Gleichzeitig sendet das System in regelmäßigen Abständen Informationen an das NASA-Team imHuston Kennedy Space Center in Texas, USA.

Im Jahr 2018 fand der erste Testlauf des APH mit Arabidopsis thaliana (einer Modellpflanze) und Zwergweizen statt. Ziel einer aktuellen Studie unter Leitung von Dr. Norman Lewis ist es, den Einfluss der Schwerelosigkeit auf Lignine – die „Knochen“ der Pflanzenstruktur – zu untersuchen. Da Astronauten im All Muskel- und Knochenschwund erleiden, könnte sich dies auch auf die Ligninbildung in Pflanzen auswirken.

Zudem wird erforscht, ob genetisch modifizierte Pflanzen mit weniger Lignin im Weltraum besser gedeihen und somit für die menschliche Ernährung sowie für die Kompostierung vorteilhafter sind.

Was bringen diese Erkenntnisse der Landwirtschaft auf der Erde?

Systeme wie das Veggi-System oder das APH können auch Vorteile für urbane Regionen liefern, da sie das Pflanzenwachstum unter erschwerten Bedingungen austesten. Das Ziel, auf kleinem Raum hohe Erträge zu erwirtschaften, ist zudem ein Ansatzpunkt, der auch in Zeiten einer rasant steigenden Weltbevölkerung Potenzial liefert.

Neben der Verbesserung des Selbstversorgungsgrads auf der ISS dienen die Forschungsergebnisse weiterführend als Grundlage für eine Landwirtschaft auf anderen Planeten. Ein Leben im All scheint damit nicht mehr unerreichbar, gibt die NASA an.