Dicht gedrängt stehen Salat, Sojapflanzen und zwei Dutzend weitere Sämlinge auf den Tischen der Gewächskammer im NASA Ames Research Center. Was hier auf der Fläche einer geräumigen Küche wächst, kann einen Menschen mit allen nötigen Nährstoffen versorgen: die grüne Grundausstattung für künftige Marsbürger.
Noch vor zehn Jahren kalkulierten Wissenschaftler, zur Versorgung eines künftigen Weltraumkolonisten sei ein Feld von der Größe eines Sportstadions nötig. Heute gelten zehn Quadratmeter als ausreichend – wenn nur Weizen angebaut wird. “Aber der Mensch lebt nicht von Weizen allein”, räumt Dr. David Bubenheim ein, Leiter der Arbeitsgruppe für regenerative Lebenserhaltung am Ames Research Center.
Kollege Dr. Greg Schlick ergänzt: “Jeder Expeditionsteilnehmer oder Shuttle-Astronaut attestiert dem Essen einen enorm hohen Stellenwert.” Deshalb arbeitet Schlick daran, auf 20 Quadratmetern der NASA-Gewächskammer im kalifornischen Mountain View eine abwechslungsreiche Kost heranzuzüchten.
Bei der Wahl der Pflanzen muß er beachten, daß sie das ganze Jahr hindurch produzieren, schnell reifen und nicht zu groß werden – Kirschbäume haben keine Chance. Seine Liste von 30 Kandidaten umfaßt neben Weizen, Bohnen und diversen Salat- und Kohlarten auch Kräuter, Tee, Beerenobst und Süßholz.
“Die endgültige Liste richtet sich danach, ob das Buffet für die Raumstation oder für Mond- und Marskolonien gedacht ist. Ausschlaggebend ist auch, wie viele Personen versorgt werden sollen.” Andere Gruppen arbeiten daran, Fische und Rebhühner zur Eiweißversorgung in das System zu integrieren.
Frisches Gemüse für Astronauten ist nur ein Aspekt, warum Pflanzen in einer Reihe von NASA-Zentren immer mehr zum Forschungsthema werden. Eine Reise zum Mars und zurück würde etwa zwei Jahre in Anspruch nehmen. Daher müssen im Raumschiff möglichst alle Abfälle wiederverwertet sowie Wasser und Luft kontinuierlich gereinigt werden. Keine technische Anlage läuft kontinuierlich ohne Filterwechsel – aber Pflanzen und Mikroben eröffnen diesen Weg. “Wir versuchen, all diese Funktionen in ein geschlossenes System zu integrieren, das klein, zuverlässig und sparsam im Energieverbrauch ist”, erklärt Bubenheim. Danach würde das Abwasser zunächst vorgereinigt – etwa durch Destillation, mit Gewächshauslampen als Energiequellen. Alternativ könnten Mikroben die Fettsäuren von Seifenresten im Abwasser abbauen. Mit dem vorgereinigten Wasser könnten Pflanzen bewässert und deren Verdunstungsfeuchte als reines Trinkwasser aufgefangen werden.
Luftreinigung ist extrem wichtig. Anfänglich winzige Schadstoffmengen können in der Bordluft allmählich zu nennenswerten Konzentrationen anwachsen. Dann droht Gefahr – das zeigte ein Experiment auf der russischen Raumstation Mir. In einer Box versuchte die Besatzung, zwergwüchsigen Weizen anzubauen. Die Pflanzen blühten auch – doch sie setzten keine Samen an. Ames-Forscher wiederholten das Experiment am Boden in einer Wachstumskammer unter exakten Mir-Bedingungen. Sie fanden, daß sich mit der Zeit das gasförmige Pflanzenhormon Ethylen anreicherte und die Pollenreifung des Weizens stoppte.
Ames-Forscher werden bald Gelegenheit haben, ihr Überlebenssystem im Praxistest zu erproben: in einer neuen Forschungsstation, die in etwa zwei Jahren in der Antarktis entstehen soll.
Ob Südpol, Mars oder Mir – in lebensfeindlicher Umgebung sind Pflanzen stets willkommen. Nicht nur für Magen und Lunge: Auf der Mir-Station widmeten die Kosmonauten ihren Weizenpflänzchen in der Versuchsbox deutlich mehr Aufmerksamkeit, als das Versuchsprotokoll erforderte. “Das spricht Bände”, kommentiert Bubenheim.
Raumstation:
Die bis 2003 geplante Forschungsplattform in einer Erdumlaufbahn leidet an steigenden Kosten und Verzögerungen. Gleichzeitig schrumpft der Umfang der International Space Station (ISS), besonders der Platz für Pflanzenexperimente. Als Abwechslung zu gefriergetrockneten Menüs werden die Astronauten bestenfalls eine kühlschrankgroße “Salatmaschine” an Bord haben.
NASA-Zentren:
Das Ames Research Center der US-Weltraumbehörde erforscht die Grundlagen für Pflanzenanbau und Abfallverwertung während längerer Aufenthalte im All. Das Kennedy-Zentrum der NASA in Florida widmet sich der technischen Realisierung. Das Johnson-Zentrum in Texas koordiniert und bereitet “BioPlex” vor: Vier Menschen sollen ab 2005 in einer versiegelten Kammer eine Marsreise simulieren.
Antarktis:
Die National Science Foundation finanziert den Bau einer größeren, besseren und vor allem umweltfreundlicheren Forschungsstation als je zuvor. NASA-Wissenschaftler wollen hier ihre biologische Abwasserreinigung testen und gleichzeitig frisches Gemüse züchten – alles unter dem ewigen Eis. Auch eine spätere Marsstation dürfte unterirdisch angelegt werden, um den extremen Temperaturschwankungen an der Marsoberfläche zu entgehen.
Infos im Internet
NASA Ames Research Center: http://www.arc.nasa.gov
Bruni Kobbe
