Das DLR züchtet Tomaten in der Schwerelosigkeit

Frische Tomaten bei künftigen Weltraummissionen: Im Rahmen eines Forschungsprojekts des DLR untersuchen Forscher, wie sich Tomaten in der Schwerelosigkeit verhalten. Gedüngt werden sie unter anderem von den Astronauten selbst.

Auf Weltraummissionen haben die Astronauten keinen Zugang zu frischem Gemüse. Diesen Missstand wollen Forscher ändern. Das Zentrum für Luft- und Raumfahrt plant einen Satelliten Eu:CROPIS zu entwickeln, mit dem sich zwei Gewächshäuser im All unter Mond- und Marsbedingungen betreiben lassen. Doch bevor gebaut wird, müssen erste Modelle ausgiebig getestet werden.

Jetzt kann der Bau des Flugmodells beginnen: Die Ziellinie liegt dabei bereits fest – in der zweiten Jahreshälfte 2017 sollen der Satellit und seine wissenschaftliche Nutzlast mit der Falcon 9 von Space-X in Richtung All starten. „Bis Frühjahr 2017 werden wir im DLR Bremen das Flugmodell bauen und ausgiebig für den Flug testen“, erläutert Ingenieur Hartmut Müller, Projektleiter für den Bau des Satelliten am DLR-Institut für Raumfahrtsysteme.

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Schwerkraft von Mond und Mars

Der Satellit Eu:CROPIS soll während seiner Mission in einer Höhe von 600 km rotieren und dabei in seinem Inneren für sechs Monate zunächst die Schwerkraft von Mond und anschließend sechs Monate lang Mars-Gravitation erzeugen. Dabei sollen Tomatensamen unter den überwachenden Augen von 16 Kameras keimen und kleine Weltraum-Tomaten entwickeln.

Die entscheidenden Helfer fliegen mit ins All: Zum einen wird ein ganzes Konsortium von Mikroorganismen in einem Rieselfilter dafür sorgen, dass aus künstlichem Urin ein bekömmlicher Dünger für die Tomaten entsteht, zum anderen sind Augentierchen – der Einzeller Euglena – mit an Bord, um das geschlossene System zusätzlich vor überschüssigem Ammoniak zu schützen und zudem Sauerstoff zu liefern. LED-Licht wird für Augentierchen und Tomatensamen einen Tag- und Nachtrhythmus liefern, ein Drucktank für irdische Atmosphäre sorgen.

Tomaten und die Schwerkraft

„Wir simulieren und testen letztendlich Gewächshäuser, die auf Mond oder Mars im Inneren eines Habitats stehen könnten und für eine Crew vor Ort frische Lebensmittel liefern, indem sie in einem geschlossenen System Abfälle kontrolliert in Dünger umwandeln“, sagt DLR-Biologe Dr. Jens Hauslage, der die Mission wissenschaftlich leitet. In einem Mondhabitat wäre das Gewächshaus im Inneren – dort, wo auch die Astronauten sich in einer erdähnlichen Atmosphäre aufhalten. Einer der Abfälle, die mit großer Regelmäßigkeit entstehen würde: der Urin der Astronauten. Anpassen müssten sich die Pflanzen dabei an die verminderte Schwerkraft – auf dem Mond herrscht etwa ein Sechstel der Erdanziehungskraft, auf dem Mars etwas ein Drittel.

„Ein Komposthaufen zum Recycling wäre nicht kontrollierbar für eine Raumstation oder ein Habitat – deshalb verwenden wir unseren Rieselfilter C.R.O.P., der wie normaler Boden funktioniert, allerdings unter kontrollierten Bedingungen.“ Bevor Eu:CROPIS auf die Reise geschickt wird, werden die Lavasteine des Rieselfilters deshalb zunächst mit getrockneter Erde infiziert. Durch diese Impfung ziehen verschiedene Organismen in die löchrige, große Oberfläche der Lavasteine ein und nutzen diese als Habitat. Im All wird dann alle zwei, drei Tage künstlicher Urin versetzt mit Wasser über dieses Habitat rieseln, in dem ein wahrer Wettbewerb der Mikroorganismen um diese Nahrung entsteht. Das schädliche Ammoniak wird dabei über Nitrit zu Nitrat abgebaut und als Dünger zu den Tomatensamen geleitet.

Strahlenbelastung wird gemessen

Ist Eu:CROPIS mit seiner wissenschaftlichen Nutzlast im All, wird zunächst das Gewächshaus aktiviert, das den Mond-Bedingungen ausgesetzt wird. Der Satellit wird dabei vom DLR-Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen gesteuert, das Gewächshaus erhält seine Kommandos aus dem DLR-Kontrollzentrum in Köln.

Der Rieselfilter mit seinen hungrigen Insassen wird vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin betrieben, die Augentierchen steuert die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg bei. Nach sechs Monaten wird dann das zweite Gewächshaus unter Mars-Gravitation aktiviert: Mikroorganismen, Tomatensamen und Euglena waren dann ein halbes Jahr der Weltraumstrahlung ausgesetzt – vergleichbar mit einem Flug zum Mars. Während der gesamten Mission misst das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin die Strahlenbelastung im Inneren sowie an der Außenseite des Satelliten.

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