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Erforschung der Grenzen des Pflanzenwachstums
Vorbereitungen für den Mars
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Die Weltraumtechnologie für Ihre Baumschule
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Alternative Kultursubstrate... vom Mond?
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Pflanzenforschung und Experimente im Weltraum
Vorbereitungen für den Mars
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Erforschung der Grenzen des Pflanzenwachstums
Begleiten Sie uns auf unserer Reise in den Weltraum, wenn Experten der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) die Experimente zur Kultivierung von Pflanzen außerhalb der Grenzen unseres Planeten erläutern.
Erforschung der Grenzen des Pflanzenwachstums
Die begrenzten Ressourcen, die im Weltraum zur Verfügung stehen, zwingen uns dazu, Anbaulösungen zu entwickeln, die die Effizienz maximieren. Mit strengeren Vorschriften und dem Ziel, unsere irdischen Ressourcen für den Zierpflanzenbau nachhaltiger zu nutzen, könnten wir von Technologien profitieren, die für den Anbau von Pflanzen im Weltraum entwickelt wurden.
Weltraum-technologie für Ihre Gartenbau-betriebe
Überwindung der Grenzen zwischen Weltraum und Erde
„Alles, was wir im Weltraum tun, muss auch auf der Erde einen Nutzen haben", sagt Caplin. „Technologien, die für Weltraummissionen entwickelt wurden, wie z. B. kompakte und effiziente Anbausysteme, können auch auf unserem Planeten Anwendung finden, insbesondere in städtischen Gebieten, wo der Platz begrenzt ist. Die Optimierung der Ressourcennutzung, einschließlich Wasserrecycling und energieeffizienter Beleuchtung, sind wichtige Erkenntnisse aus dem Weltraumgartenbau, die unseren Gärtnern auf der Erde direkt zugutekommen können."
Ressourceneffizienter Anbau
„Die Fortschritte bei geschlossenen Kreislaufsystemen, die für den Weltraum entwickelt wurden, könnten auch für den Gartenbau auf der Erde interessant sein", stimmt Paille zu. Als Beispiel führt sie an, wie die präzise Steuerung von Wärmemanagement, Wassermanagement, Lichtmanagement und Nährstoffzufuhr zu ressourceneffizienten Anbaumethoden führen könnte, die die Auswaschung minimieren und den Ertrag maximieren.
KI kann das einzigartige Biosignal erkennen, das anzeigt, dass eine Pflanze unter einem Mangel leidet
Erweiterung unseres Wissens über Pflanzen
Auch unser Wissen über das Verhalten von Pflanzen wird dank der Weltraumforschung immer umfangreicher. So haben Experimente gezeigt, dass Pflanzen im Weltraum höhere Mengen an Antioxidantien produzieren, eine Entdeckung, die den Nährstoffgehalt der auf unserem Planeten angebauten Pflanzen optimieren könnte. Paille fügt hinzu: „Die aus den Weltraumexperimenten gewonnenen Erkenntnisse könnten Produzenten die Möglichkeit geben, Produktionssysteme zu optimieren und eine bessere Blüte, eine höhere Stresstoleranz, eine bessere Schädlingsbekämpfung, eine höhere Ressourceneffizienz und eine bessere Qualität ihrer Pflanzen zu erreichen."
Eine grünere Zukunft kultivieren
Die Einblicke von Caplin und Paille in den Weltraumgartenbau geben einen ersten Eindruck von den Möglichkeiten des Zierpflanzenanbaus außerhalb der Erde. Die Anbaumethoden und -technologien, die für den Weltraumgartenbau entwickelt werden, sollten uns inspirieren, da sie darauf abzielen, so ressourceneffizient wie möglich zu sein, während wir die Grenzen der Erforschung weiter verschieben. Wir haben eine spannende Reise vor uns, die von neuen Entdeckungen und wegweisenden Innovationen im nachhaltigen Pflanzenanbau im Weltraum und auf der Erde geprägt sein wird.
Mehr lesen
Über Nicol Caplin
Treffen Sie Dr. Nicol Caplin, Explorationswissenschaftlerin und Expertin für Pflanzenbiologie bei der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Wir tauchen ein in die spannende Welt des Pflanzenanbaus jenseits der Grenzen unseres Heimatplaneten und erfahren, wie die Zukunft der Weltraumforschung davon abhängt.
Mehr lesen
Da die Grenzen der menschlichen Forschung immer weiter ausgedehnt werden, stellt das Streben nach bemannten Missionen jenseits unseres Planeten eine einzigartige Reihe von Herausforderungen dar. Christel Paille, Environmental Control & Life Support Engineer bei der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), steht bei dieser Suche an vorderster Front.
Über Christel Paille
Erforschung der Grenzen des Pflanzenwachstums
Pflanzenforschung und -experimente im Weltraum
Das GENESISS-Experiment
Beim GENESISS-Experiment der ESA werden verschiedene Pflanzenarten in Form von Samen auf die Internationale Raumstation (ISS) geschickt. Dort werden die Samen ohne die Schutzschicht der Erdatmosphäre einer höheren Weltraumstrahlung ausgesetzt. Ziel des Experiments ist es, die langfristigen Auswirkungen der Weltraumbedingungen auf das Saatgut zu untersuchen, was für künftige Weltraummissionen, bei denen die Selbsterhaltung von entscheidender Bedeutung sein wird, von entscheidender Bedeutung ist. Caplin: „Die Samen werden außerhalb des ursprünglichen ISS-Labors gelagert, was bedeutet, dass sie raueren Weltraumbedingungen wie höherer Strahlung und extremen Temperaturunterschieden ausgesetzt sind. Diese (langfristige) Einwirkung wird uns helfen, uns auf die Raumfahrt vorzubereiten". Sie erklärt: „Eine Mission zum Mars wird mindestens ein Jahr dauern, und die Besatzung muss in der Lage sein, sich selbst zu versorgen, da wir nicht in der Lage sein werden, zusätzliche Nahrungsmittel zu schicken, wie wir es bei der ISS tun."
Mit dem Ziel, bemannte Missionen zu unbekannten Gebieten jenseits des Mondes zu realisieren, werden die Grenzen der Forschung auf der Erde und im Weltraum immer weiter ausgedehnt.
Prüfung des Pflanzenwachstums unter simulierten Weltraumbedingungen
Die Erforschung des Pflanzenwachstums im Weltraum und die Mitnahme von Pflanzenproben zur ISS sind ein teures Unterfangen. Aber es gibt billigere Alternativen auf dem Boden, die einige Aspekte der Weltraumumgebung simulieren. Caplin: „Die ISS ist nicht die einzige Plattform, die wir nutzen können. Für Isolationsstudien haben wir zum Beispiel eine Forschungsstation in der Antarktis - um es ins rechte Licht zu rücken: Es ist einfacher, jemanden aus dem Weltraum (ISS) zurückzubringen als aus der Antarktis im Winter. Für Studien zur Schwerelosigkeit (0G) bietet sich ein Parabelflug an: ein Flugzeug, das auf und ab fliegt, und in dem Moment, in dem das Flugzeug in den freien Fall übergeht, erlebt man 0G (Schwerelosigkeit). Wenn wir die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf ein bestimmtes biologisches System testen wollen, muss man so weit wie möglich sicherstellen, dass man etwas 'findet', bevor man Proben zur ISS schickt."
Die Oberfläche des Mondes, die extreme Strahlung und die Temperaturschwankungen stellen die Pflanzenwelt vor besondere Herausforderungen.
Copyright: ESA
vom Mond?
Erforschung der Grenzen des Pflanzenwachstums
Alternative Kultursubstrate...
Während wir uns unseren eigenen "irdischen" Herausforderungen mit Kultursubstraten auf Torfbasis und einer Vielzahl von Alternativen dazu stellen, experimentiert die ESA mit einigen sehr unerwarteten Kultursubstrattypen.
Copyright: ESA
Dr. Caplin gibt Einblicke in ein ehrgeiziges Projekt, das sich noch in der Anfangsphase befindet: Die bahnbrechende BioMoon-Anlage der ESA, ein Konzept, das den Anbau von Pflanzen auf dem Mond vorsieht. Mit einer eigenen Energiequelle und einer temperaturstabilen Umgebung könnte diese Anlage ein Sprungbrett für einen nachhaltigen Gartenbau jenseits unseres Planeten sein. Im Rahmen des Projekts soll untersucht werden, ob Pflanzen im Mondboden (Regolith) angebaut werden können, so dass weniger Ressourcen von der Erde transportiert werden müssen.
Aber machen Sie sich keine allzu großen Hoffnungen. Obwohl die Gartenbauindustrie auf der Erde sehr stark nach alternativen Kultursubstraten sucht, um Torf zu ersetzen, wird Monderde wahrscheinlich nicht dazu gehören. Caplin: „Letztes Jahr begannen Wissenschaftler mit Experimenten zum Anbau von Pflanzen in der nährstoffarmen Monderde. Es zeigte sich, dass der Boden - abgesehen von Stickstoffquellen - genügend essenzielle Mineralien für das Pflanzenwachstum enthält. Durch die Zugabe von Stickstoffdünger keimten die Samen, und die Pflanzen wuchsen, allerdings deutlich langsamer als Pflanzen in irdischem Boden".
Es scheint, dass wir uns im Moment noch auf Substratalternativen von der Erde aus konzentrieren. Das Ingenieurteam der ESA experimentiert jedoch mit einer anderen Alternative zur Blumenerde: 3D-gedruckte Kultursubstrate.
Die Suche nach umweltfreundlichen Kultursubstraten und -mischungen aufgrund begrenzter Ressourcen ist ein gutes Beispiel für die Überschneidung von Weltraum- und irdischen Bestrebungen.
3D-gedruckte Kultursubstrate
Die Suche nach umweltfreundlichen Kultursubstraten und -mischungen aufgrund begrenzter Ressourcen ist ein gutes Beispiel für die Überschneidung von Weltraum- und irdischen Bestrebungen. Und eine unerwartete Inspirationsquelle kommt von einem der Pionierprojekte der ESA. Paille hebt die brandneuen Experimente mit 3D-gedruckten Gitterstrukturen hervor, die für die einzigartigen Einschränkungen des Weltraums entwickelt wurden. Diese Gitterstrukturen bieten eine neutrale Nährstoffperspektive und einen optimierten Bewässerungspfad. Sie sind frei von Tröpfchen und physikalischen Partikeln, die das Wachstum in einer Weltraumumgebung behindern könnten, und bieten eine Struktur, die der von Zellulosefasern nahekommt. „Der erste Versuch hat gezeigt, dass dieses Substrat für den Kartoffelanbau verwendet werden kann. In der Tat wurden unter diesen Anbaubedingungen erfolgreich neue Kartoffelknollen gezüchtet. Natürlich sind weitere Forschungen und technische Maßnahmen erforderlich, um den Ertrag zu optimieren", so Paille.
Bildnachweis: Thales Alenia Space Italien und CIRiS Norwegen.
Aufbau für Kartoffelwachstumstests in einem 3D-gedruckten Substrat.
Entdecken Sie den Bereich des Weltraum-Gartenbaus mit Dr. Nicol Caplin, Explorationswissenschaftlerin, und Eng. Christel Paille, Environmental Control & Life Support Engineer bei der Europäischen Weltraumorganisation.
Von der verborgenen Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegen Weltraumstrahlung bis hin zu bahnbrechenden technologischen Fortschritten, die die Kluft zwischen dem Weltraum und dem Gartenbau auf der Erde überbrücken; dieser Artikel untersucht, wie Pflanzen eine entscheidende Rolle in der Zukunft der Weltraumforschung spielen und wie die Forschung der ESA die Grenzen des nachhaltigen Pflanzenbaus auf unserem Heimatplaneten verändern kann.
Während die Vision, Kolonien auf dem Mond oder dem Mars zu errichten, immer näher rückt, zielt die kontinuierliche Forschung der ESA darauf ab, die bevorstehenden technologischen Herausforderungen zu bewältigen. Eine der wichtigsten Voraussetzungen für den Erfolg ist, dass die Besatzungen in der Lage sind, ihre eigene Nahrung anzubauen. Nahrung ist ein Schlüsselfaktor für die Raumfahrt und Pflanzen ein Teil der Lösung.
Verbesserung der Arbeitsumgebung im Weltraum
Apropos Gesundheit und Wohlbefinden in der Arbeitsumgebung... 2015 sorgte eine Astronautin für Schlagzeilen, als sie ihre erste Tasse Espresso im Weltraum trank. Die experimentelle Kaffeemaschine, die den Spitznamen ISSpresso trägt, kam bei den Astronauten aus naheliegenden Gründen gut an. "Es gibt eine ganze Reihe von Experimenten in der Weltraumumgebung mit dem Ziel, die Gesundheit und das Wohlbefinden unserer Besatzungen zu verbessern", sagt Paille.
Ein Blick in die Zukunft
Die Zukunft des Pflanzenanbaus in der Weltraumforschung ist vielversprechend. Paille betont, dass es in der Regel etwa 15 Jahre dauert, bis ein Konzept im Raumfahrtsektor in eine einsatzfähige Technologie umgesetzt wird. Da für die 2040er Jahre Missionen zum Mars und darüber hinaus geplant sind, werden die innovativen Pflanzenwachstumstechnologien, zu denen sie und Caplin beitragen, eine wichtige Rolle spielen.
Die Zukunft des Pflanzenanbaus in der Weltraumforschung ist vielversprechend.
Der Pflanzenbau im Weltraum ist mit erheblichen Herausforderungen verbunden. Der derzeitige (begrenzte) Wissensstand ist eine dieser Herausforderungen, da die bestehende Infrastruktur in der erdnahen Umlaufbahn, wie z. B. die Internationale Raumstation (ISS), auf regelmäßige Lieferungen von Verbrauchsgütern, einschließlich Nahrungsmitteln, angewiesen ist. "Unser Ziel ist es, Technologien für die Lebensmittelproduktion an Bord zu entwickeln, um die Abhängigkeit von den Ressourcen der Erde zu verringern", sagt Paille. "Ohne diese neuen Technologien ist es nicht empfehlenswert, weiter ins All zu reisen."
Aber die Nahrungsmittelproduktion ist nicht der einzige Zweck, der Pflanzen zu einem Schlüsselelement für die Erforschung des Weltraums macht. Caplin: "Pflanzen spielen auch eine wichtige Rolle bei der Verbesserung des psychologischen Wohlbefindens der Astronauten während längerer Missionen."
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Copyright: ESA
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Erforschung von Pflanzen, die auf der Erde der Strahlung ausgesetzt sind
Dr. Caplins Weg in die Welt der Weltraumforschung war unerwartet. Mit einem Hintergrund in Umweltwissenschaften und einer besonderen Faszination für Pflanzenbiologie änderte sich ihr Weg, als sie promovierte und die Auswirkungen von Strahlung auf Pflanzen in Ökosystemen erforschte. Sie untersuchte Pflanzen z. B. in Tschernobyl in der Ukraine und entdeckte, dass Pflanzen aufgrund ihrer alten evolutionären Anpassungen aus einer Zeit, als Pflanzen die Erdoberfläche zum ersten Mal besiedelten und die Strahlungswerte viel höher waren als heute, eine erstaunliche Fähigkeit haben, mit Strahlung umzugehen. Als sie von den ehrgeizigen Projekten der ESA zum Pflanzenwachstum im Weltraum erfuhr, besorgte sie sich Samen, die zu Forschungszwecken auf die Internationale Raumstation (ISS) geschickt worden waren. Caplin entdeckte, dass Pflanzen trotz der rauen Bedingungen der Weltraumstrahlung und der Mikrogravitation keimen und wachsen konnten. Damit begann ihre Arbeit, den Einfluss von Weltraumbedingungen auf das Pflanzenwachstum zu verstehen.
Über Nicol Caplin
Treffen Sie Dr. Nicol Caplin, Explorationswissenschaftlerin und Expertin für Pflanzenbiologie bei der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Wir tauchen ein in die spannende Welt des Pflanzenanbaus jenseits der Grenzen unseres Heimatplaneten und erfahren, wie die Zukunft der Weltraumforschung davon abhängt.
Über Christel Paille
Mit Engagement Grenzen erweitern
Als Environmental Control & Life Support Engineer spielt Christel Paille bei der ESA eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung von Technologien für künftige bemannte Raumfahrtmissionen. Ihre Arbeit konzentriert sich auf die Versorgung der Astronauten mit Nahrung, Wasser und Luft in isolierten und eingeschränkten Umgebungen und auf die Entwicklung von Technologien und Systemen zur Nahrungsmittelproduktion und -zubereitung. Paille's Engagement, die Grenzen der menschlichen Existenz im Weltraum zu erweitern, hat sie dazu veranlasst, sich auf pflanzenbezogene Forschung zu konzentrieren, eine entscheidende Voraussetzung für die Erforschung des Weltraums und, in ferner Zukunft, für die Errichtung von selbstversorgenden Kolonien auf anderen Planeten.
Da die Grenzen der menschlichen Forschung immer weiter ausgedehnt werden, stellt das Streben nach bemannten Missionen jenseits unseres Planeten eine einzigartige Reihe von Herausforderungen dar. Christel Paille, Environmental Control & Life Support Engineer bei der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), steht bei dieser Suche an vorderster Front.
Erweiterung unseres Wissens über Pflanzen
Eine grünere Zukunft kultivieren
Die Einblicke von Caplin und Paille in den Weltraumgartenbau geben einen ersten Eindruck von den Möglichkeiten des Zierpflanzenanbaus außerhalb der Erde. Die Anbaumethoden und -technologien, die für den Weltraumgartenbau entwickelt werden, sollten uns inspirieren, da sie darauf abzielen, so ressourceneffizient wie möglich zu sein, während wir die Grenzen der Erforschung weiter verschieben. Wir haben eine spannende Reise vor uns, die von neuen Entdeckungen und wegweisenden Innovationen im nachhaltigen Pflanzenanbau im Weltraum und auf der Erde geprägt sein wird.
Auch unser Wissen über das Verhalten von Pflanzen wird dank der Weltraumforschung immer umfangreicher. So haben Experimente gezeigt, dass Pflanzen im Weltraum höhere Mengen an Antioxidantien produzieren, eine Entdeckung, die den Nährstoffgehalt der auf unserem Planeten angebauten Pflanzen optimieren könnte. Paille fügt hinzu: „Die aus den Weltraumexperimenten gewonnenen Erkenntnisse könnten Produzenten die Möglichkeit geben, Produktionssysteme zu optimieren und eine bessere Blüte, eine höhere Stresstoleranz, eine bessere Schädlingsbekämpfung, eine höhere Ressourceneffizienz und eine bessere Qualität ihrer Pflanzen zu erreichen."
KI kann das einzigartige Biosignal erkennen, das anzeigt, dass eine Pflanze unter einem Mangel leidet
Überwindung der Grenzen zwischen Weltraum und Erde
Ressourceneffizienter Anbau
„Die Fortschritte bei geschlossenen Kreislaufsystemen, die für den Weltraum entwickelt wurden, könnten auch für den Gartenbau auf der Erde interessant sein", stimmt Paille zu. Als Beispiel führt sie an, wie die präzise Steuerung von Wärmemanagement, Wassermanagement, Lichtmanagement und Nährstoffzufuhr zu ressourceneffizienten Anbaumethoden führen könnte, die die Auswaschung minimieren und den Ertrag maximieren.
„Alles, was wir im Weltraum tun, muss auch auf der Erde einen Nutzen haben", sagt Caplin. „Technologien, die für Weltraummissionen entwickelt wurden, wie z. B. kompakte und effiziente Anbausysteme, können auch auf unserem Planeten Anwendung finden, insbesondere in städtischen Gebieten, wo der Platz begrenzt ist. Die Optimierung der Ressourcennutzung, einschließlich Wasserrecycling und energieeffizienter Beleuchtung, sind wichtige Erkenntnisse aus dem Weltraumgartenbau, die unseren Gärtnern auf der Erde direkt zugutekommen können."
Erforschung der Grenzen des Pflanzenwachstums
Die begrenzten Ressourcen, die im Weltraum zur Verfügung stehen, zwingen uns dazu, Anbaulösungen zu entwickeln, die die Effizienz maximieren. Mit strengeren Vorschriften und dem Ziel, unsere irdischen Ressourcen für den Zierpflanzenbau nachhaltiger zu nutzen, könnten wir von Technologien profitieren, die für den Anbau von Pflanzen im Weltraum entwickelt wurden.
Weltraum-technologie für Ihre Gartenbau-betriebe
Das GENESISS-Experiment
Beim GENESISS-Experiment der ESA werden verschiedene Pflanzenarten in Form von Samen auf die Internationale Raumstation (ISS) geschickt. Dort werden die Samen ohne die Schutzschicht der Erdatmosphäre einer höheren Weltraumstrahlung ausgesetzt. Ziel des Experiments ist es, die langfristigen Auswirkungen der Weltraumbedingungen auf das Saatgut zu untersuchen, was für künftige Weltraummissionen, bei denen die Selbsterhaltung von entscheidender Bedeutung sein wird, von entscheidender Bedeutung ist. Caplin: „Die Samen werden außerhalb des ursprünglichen ISS-Labors gelagert, was bedeutet, dass sie raueren Weltraumbedingungen wie höherer Strahlung und extremen Temperaturunterschieden ausgesetzt sind. Diese (langfristige) Einwirkung wird uns helfen, uns auf die Raumfahrt vorzubereiten". Sie erklärt: „Eine Mission zum Mars wird mindestens ein Jahr dauern, und die Besatzung muss in der Lage sein, sich selbst zu versorgen, da wir nicht in der Lage sein werden, zusätzliche Nahrungsmittel zu schicken, wie wir es bei der ISS tun."
Die Oberfläche des Mondes, die extreme Strahlung und die Temperaturschwankungen stellen die Pflanzenwelt vor besondere Herausforderungen.
Prüfung des Pflanzenwachstums unter simulierten Weltraumbedingungen
Die Erforschung des Pflanzenwachstums im Weltraum und die Mitnahme von Pflanzenproben zur ISS sind ein teures Unterfangen. Aber es gibt billigere Alternativen auf dem Boden, die einige Aspekte der Weltraumumgebung simulieren. Caplin: „Die ISS ist nicht die einzige Plattform, die wir nutzen können. Für Isolationsstudien haben wir zum Beispiel eine Forschungsstation in der Antarktis - um es ins rechte Licht zu rücken: Es ist einfacher, jemanden aus dem Weltraum (ISS) zurückzubringen als aus der Antarktis im Winter. Für Studien zur Schwerelosigkeit (0G) bietet sich ein Parabelflug an: ein Flugzeug, das auf und ab fliegt, und in dem Moment, in dem das Flugzeug in den freien Fall übergeht, erlebt man 0G (Schwerelosigkeit). Wenn wir die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf ein bestimmtes biologisches System testen wollen, muss man so weit wie möglich sicherstellen, dass man etwas 'findet', bevor man Proben zur ISS schickt."
Erforschung der Grenzen des Pflanzenwachstums
Mit dem Ziel, bemannte Missionen zu unbekannten Gebieten jenseits des Mondes zu realisieren, werden die Grenzen der Forschung auf der Erde und im Weltraum immer weiter ausgedehnt.
Pflanzenforschung und -experimente im Weltraum
3D-gedruckte Kultursubstrate
Die Suche nach umweltfreundlichen Kultursubstraten und -mischungen aufgrund begrenzter Ressourcen ist ein gutes Beispiel für die Überschneidung von Weltraum- und irdischen Bestrebungen. Und eine unerwartete Inspirationsquelle kommt von einem der Pionierprojekte der ESA. Paille hebt die brandneuen Experimente mit 3D-gedruckten Gitterstrukturen hervor, die für die einzigartigen Einschränkungen des Weltraums entwickelt wurden. Diese Gitterstrukturen bieten eine neutrale Nährstoffperspektive und einen optimierten Bewässerungspfad. Sie sind frei von Tröpfchen und physikalischen Partikeln, die das Wachstum in einer Weltraumumgebung behindern könnten, und bieten eine Struktur, die der von Zellulosefasern nahekommt. „Der erste Versuch hat gezeigt, dass dieses Substrat für den Kartoffelanbau verwendet werden kann. In der Tat wurden unter diesen Anbaubedingungen erfolgreich neue Kartoffelknollen gezüchtet. Natürlich sind weitere Forschungen und technische Maßnahmen erforderlich, um den Ertrag zu optimieren", so Paille.
Während wir uns unseren eigenen "irdischen" Herausforderungen mit Kultursubstraten auf Torfbasis und einer Vielzahl von Alternativen dazu stellen, experimentiert die ESA mit einigen sehr unerwarteten Kultursubstrattypen.
vom Mond?
Erforschung der Grenzen des Pflanzenwachstums
Alternative Kultursubstrate...
Bildnachweis: Thales Alenia Space Italien und CIRiS Norwegen.
Aufbau für Kartoffelwachstumstests in einem 3D-gedruckten Substrat.
Die Suche nach umweltfreundlichen Kultursubstraten und -mischungen aufgrund begrenzter Ressourcen ist ein gutes Beispiel für die Überschneidung von Weltraum- und irdischen Bestrebungen.
Ein Blick in die Zukunft
Die Zukunft des Pflanzenanbaus in der Weltraumforschung ist vielversprechend. Paille betont, dass es in der Regel etwa 15 Jahre dauert, bis ein Konzept im Raumfahrtsektor in eine einsatzfähige Technologie umgesetzt wird. Da für die 2040er Jahre Missionen zum Mars und darüber hinaus geplant sind, werden die innovativen Pflanzenwachstumstechnologien, zu denen sie und Caplin beitragen, eine wichtige Rolle spielen.
Copyright: ESA
Dr. Caplin gibt Einblicke in ein ehrgeiziges Projekt, das sich noch in der Anfangsphase befindet: Die bahnbrechende BioMoon-Anlage der ESA, ein Konzept, das den Anbau von Pflanzen auf dem Mond vorsieht. Mit einer eigenen Energiequelle und einer temperaturstabilen Umgebung könnte diese Anlage ein Sprungbrett für einen nachhaltigen Gartenbau jenseits unseres Planeten sein. Im Rahmen des Projekts soll untersucht werden, ob Pflanzen im Mondboden (Regolith) angebaut werden können, so dass weniger Ressourcen von der Erde transportiert werden müssen.
Aber machen Sie sich keine allzu großen Hoffnungen. Obwohl die Gartenbauindustrie auf der Erde sehr stark nach alternativen Kultursubstraten sucht, um Torf zu ersetzen, wird Monderde wahrscheinlich nicht dazu gehören. Caplin: „Letztes Jahr begannen Wissenschaftler mit Experimenten zum Anbau von Pflanzen in der nährstoffarmen Monderde. Es zeigte sich, dass der Boden - abgesehen von Stickstoffquellen - genügend essenzielle Mineralien für das Pflanzenwachstum enthält. Durch die Zugabe von Stickstoffdünger keimten die Samen, und die Pflanzen wuchsen, allerdings deutlich langsamer als Pflanzen in irdischem Boden".
Es scheint, dass wir uns im Moment noch auf Substratalternativen von der Erde aus konzentrieren. Das Ingenieurteam der ESA experimentiert jedoch mit einer anderen Alternative zur Blumenerde: 3D-gedruckte Kultursubstrate.
Der Pflanzenbau im Weltraum ist mit erheblichen Herausforderungen verbunden. Der derzeitige (begrenzte) Wissensstand ist eine dieser Herausforderungen, da die bestehende Infrastruktur in der erdnahen Umlaufbahn, wie z. B. die Internationale Raumstation (ISS), auf regelmäßige Lieferungen von Verbrauchsgütern, einschließlich Nahrungsmitteln, angewiesen ist. "Unser Ziel ist es, Technologien für die Lebensmittelproduktion an Bord zu entwickeln, um die Abhängigkeit von den Ressourcen der Erde zu verringern", sagt Paille. "Ohne diese neuen Technologien ist es nicht empfehlenswert, weiter ins All zu reisen."
Aber die Nahrungsmittelproduktion ist nicht der einzige Zweck, der Pflanzen zu einem Schlüsselelement für die Erforschung des Weltraums macht. Caplin: "Pflanzen spielen auch eine wichtige Rolle bei der Verbesserung des psychologischen Wohlbefindens der Astronauten während längerer Missionen."
Die Zukunft des Pflanzenanbaus in der Weltraumforschung ist vielversprechend.
Verbesserung der Arbeitsumgebung im Weltraum
Apropos Gesundheit und Wohlbefinden in der Arbeitsumgebung... 2015 sorgte eine Astronautin für Schlagzeilen, als sie ihre erste Tasse Espresso im Weltraum trank. Die experimentelle Kaffeemaschine, die den Spitznamen ISSpresso trägt, kam bei den Astronauten aus naheliegenden Gründen gut an. "Es gibt eine ganze Reihe von Experimenten in der Weltraumumgebung mit dem Ziel, die Gesundheit und das Wohlbefinden unserer Besatzungen zu verbessern", sagt Paille.
Erforschung der Grenzen des Pflanzenwachstums
Während die Vision, Kolonien auf dem Mond oder dem Mars zu errichten, immer näher rückt, zielt die kontinuierliche Forschung der ESA darauf ab, die bevorstehenden technologischen Herausforderungen zu bewältigen. Eine der wichtigsten Voraussetzungen für den Erfolg ist, dass die Besatzungen in der Lage sind, ihre eigene Nahrung anzubauen. Nahrung ist ein Schlüsselfaktor für die Raumfahrt und Pflanzen ein Teil der Lösung.
Vorbereitungen für den Mars
Entdecken Sie den Bereich des Weltraum-Gartenbaus mit Dr. Nicol Caplin, Explorationswissenschaftlerin, und Eng. Christel Paille, Environmental Control & Life Support Engineer bei der Europäischen Weltraumorganisation.
Von der verborgenen Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegen Weltraumstrahlung bis hin zu bahnbrechenden technologischen Fortschritten, die die Kluft zwischen dem Weltraum und dem Gartenbau auf der Erde überbrücken; dieser Artikel untersucht, wie Pflanzen eine entscheidende Rolle in der Zukunft der Weltraumforschung spielen und wie die Forschung der ESA die Grenzen des nachhaltigen Pflanzenbaus auf unserem Heimatplaneten verändern kann.
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