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Gewächshaus "Eden ISS": Blühende Landschaften

Foto: DLR

Gewächshaus für Antarktis und Mars Nur die Harten kommen in den Garten

In der Antarktis ist Gemüse knapp - und im Weltraum erst recht. Ein neues Gewächshaus soll Pflanzenzucht an extremen Orten möglich machen. Wir haben schon mal gekostet.

Kennen Sie Mark Watney? Der war vor knapp zwei Jahren Hauptfigur des Blockbusters "Der Marsianer", gespielt von Matt Damon. Und er hatte ein ziemlich ernstes Problem: Seine Kollegen hatten sich aus dem Staub gemacht, ihn auf dem Mars zurückgelassen als vermeintliches Todesopfer einer komplett fehlgeschlagenen Expedition.

Doch Watney war nicht tot. Er war lebendig. Und hungrig. Denn als er sich entschlossen hatte, auf das nächste Raumschiff von der Erde zu warten, zählte der verunglückte Astronaut seine Vorräte. Das Ergebnis war äußerst mau. So musste der Gestrandete zum Selbstversorger werden. Er züchtete Kartoffeln in einem Substrat aus Marssand und Astronautenkacke.

Das ist die Stelle, an der Paul Zabel ins Spiel kommt. Der 30-Jährige ist keine Filmfigur, sondern Ingenieur am Institut für Raumfahrtsysteme des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt (DLR) in Bremen. Ähnlich wie Watney tüftelt er an Pflanzenzucht unter Extrembedingungen. Auch er will frisches Gemüse züchten, wo eigentlich keines wächst, will Speisepläne für Expeditionen mit Grünzeug füllen - allerdings ohne Exkremente, und das ist ein entscheidender Unterschied.

Gärtner im ewigen Eis

Seit 2011 arbeitet Zabel an einem EU-geförderten Projekt, dessen vorerst wichtigsten Schritt das DLR am Freitag in Bremen vorgestellt hat. "Eden ISS" heißt es, 14 Partner aus acht Ländern machen mit. Es geht um ein Gewächshaus, in dem Techniken für die Nahrungsmittelversorgung auf langen Raumflügen entwickelt werden sollen, für Reisen zum Mond und zum Mars. Doch getestet wird es zunächst auf der Erde.

"Eden ISS" geht im Herbst auf eine Reise in die Antarktis, untergebracht in einem Schiffscontainer. Und Zabel reist mit, für ein ganzes Jahr wird er zum Gärtner im ewigen Eis. "Ich habe mich als Erster und Einziger im Team für die Überwinterung beworben", sagt er grinsend.

Das Modul soll unweit der Forschungsstation "Neumayer III" des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) ausprobiert werden. Vier bis fünf Kilo Frischware pro Woche wolle man produzieren, sagt DLR-Projektleiter Daniel Schubert: Tomaten, Gurke, Salat und Paprika zum Beispiel. Sogar ein paar Erdbeeren.

"Die haben nie Tageslicht oder Erde gesehen"

Im Südwinter harren zehn Menschen auf "Neumayer" aus: vier Wissenschaftler, drei Ingenieure, ein Arzt, ein Koch - und Zabel, der Antarktisgärtner. Der Mann, der dafür sorgt, dass es ihnen gut geht, heißt Eberhard Kohlberg. Er ist Chef-Logistiker am AWI in Bremerhaven und hat einst selbst in der Antarktis überwintert. Damals noch "unter etwas primitiveren Bedingungen", wie er sagt.

Kohlberg weiß, wie kompliziert die Versorgung der Forscher vor allem in den Polarnächten ist: "Wir haben mehr als neun Monate keinen Zugang zur Station." Jedes Jahr um die Weihnachtszeit werden in sechs Schiffscontainern Essen und Getränke angeliefert, insgesamt 60 Tonnen. Im Südsommer gibt es alle drei bis vier Wochen zusätzlichen Frischproviant per Flugzeug - aber damit ist Ende Februar Schluss.

"Mit Kartoffeln und Zwiebeln sind wir gut versorgt. Die kann man lange lagern", sagt Kohlberg. "Die Leute sind viel mehr darauf angewiesen, etwas Frisches zu bekommen." Und das soll Zabel liefern. Zum Pressetermin hat er Gurken und kleine rote Paprika mitgebracht. Sie stammen aus dem Probebetrieb des Gewächshauses in Bremen, wo der Container bis zu seiner Verschiffung hinter dem DLR-Institut unweit der Autobahn steht.

Der Geschmackstest zeigt: Die Paprika sind schön knackig, die Gurken vielleicht ein bisschen wässrig. Aber kann man schon machen! "Das sind die künstlichsten Pflanzen, die Sie je gegessen haben. Die haben nie Tageslicht oder Erde gesehen", sagt Projektleiter Schubert.

Hochdruckpumpen und LED-Lichter

Tatsächlich sprießt das Gemüse im Inneren des Gewächshauscontainers auf zwölf Quadratmeter Regelfläche ganz ohne irgendeine Ackerkrume. "Aeroponik" heißt das Verfahren. Alle zehn Minuten werden Zabels Züchtungen mit Hochdruckpumpen vollautomatisch besprüht - mit Wasser, in dem jedes Mal ein Nährstoffcocktail gelöst ist.

Die Wurzeln sind deutlich größer als bei Pflanzen, die in Erde wachsen. Sonst aber sehen die in Plastikhalterungen eingeklemmten Gewächse aus wie in einem gut gepflegten Hobbygarten - und riechen auch so: verblüffend natürlich. Das Saatgut hat ein niederländischer Projektpartner ausgewählt, nach Kriterien wie Ertrag und Bissfestigkeit.

Das Gemüse wächst in einer speziell gemixten Atmosphäre heran - mit einer Extraportion Kohlendioxid aus Druckgasflaschen und möglichst gereinigt von schädlichen Keimen und Pilzsporen. Diese werden herausgefiltert oder mit UV-Licht abgetötet.

Auch grundsätzlich erinnert das Gewächshaus an einen Reinraum in einem Computerchip-Werk. Es verfügt über einen komplett geschlossenen Luftkreislauf mit Zugangsschleuse. Verdunstetes Wasser lässt sich so wieder zurückgewinnen. "Das einzige Wasser, das aus dem Container rausgeht, ist in Form frischer Nahrung", so Schubert.

Bestrahlt werden die Pflanzen 16 Stunden am Tag mit einer Mischung aus blauem und rotem Licht. Jede LED lässt sich einzeln vom Computer aus ansteuern, um ideale Wachstumsbedingungen für jede Pflanze zu bieten. Wer sich im Container umsieht, muss zur Sicherheit eine Schutzbrille tragen, damit die Augen keinen Schaden nehmen.

Die Geschichte der Weltraumpflanzen

Schon in der Vergangenheit wurden in der Antarktis Pflanzen gezüchtet. Knapp 50 aktuelle oder ehemalige Gewächshäuser hat das "Eden ISS"-Projektteam gezählt. Selbst im All gab es schon Pflanzen: Los ging's mit Flachs, Schaumkresse, Erbsen, Gurken und Zwiebeln, die sowjetische Kosmonauten in den Siebzigern und Achtzigern in ihren "Saljut"-Raumstationen zogen.

Aktuell existieren zwei Experimentieranordnungen zur Pflanzenzucht auf der ISS, eines davon ist das seit 2002 existierende "Lada" im russischen Teil. Die Amerikaner betreiben seit 2014 zudem ein Mini-Labor namens "Veggie" im europäischen "Columbus"-Modul der Station. Ein paar symbolische Salatblätter von dort durften Raumfahrer auch schon verspeisen.

Das Problem: Viele Pflanzenexperimente im All brachten lange ernüchternde Ergebnisse. Von Krankheiten geplagte, winzige und verkrüppelte Pflänzchen, die zuvor durch langsamen Wuchs aufgefallen waren. Mittlerweile gelten viele dieser Schwierigkeiten zwar als gelöst. Ein Anbau im größeren Stil, wie in die Forscher jetzt in der Arktis testen, ist aber noch nicht möglich.

Ein paar Worte vielleicht noch mal zu Mark Watney. Dessen Kartoffelzucht auf dem Mars war, das muss man der Fairness halber sagen, nur so mittelmäßig erfolgreich. Schuld war die selbst gebaute Druckschleuse, die ihm bei einer Explosion um die Ohren flog. Bleibt zu hoffen, dass es Paul Zabel und seinen Mitreitern in der Polarnacht besser ergeht. Er fühle sich, sagt Zabel, "tatsächlich ein wenig, als wenn er eine Reise auf einen anderen Planeten antritt."

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