Gewächshäuser im All - Erfolgreicher Start der Eu:CROPIS-Mission

Quelle: DLR (CC-BY 3.0); Eu:CROPIS: Euglena and Combined Regenerative Organic-Food Produktion in Space

Quelle: DLR (CC-BY 3.0); In einem Gewächshaus im Inneren des Satelliten Eu:CROPIS sollen beobachtet von 16 Kameras Tomaten im Weltall wachsen.

In geschlossenen Lebenserhaltungssystemen wird in einem Biofilter Urin in eine Düngemittellösung umgewandelt. Die Tomaten, die in zwei Gewächshäusern keimen und heranreifen, zeigen an, dass das Experiment erfolgreich verläuft. Durch Rotation um die eigene Achse werden in dem Satelliten Gravitationsbedingungen wie auf dem Mond bzw. Mars erzeugt. Schwerpunkte: Lebenserhaltungssysteme, Biofilter, Raumfahrt, Langzeitmissionen.

+++ Aktualisierung: Die Eu:CROPIS-Mission des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist erfolgreich ins All gestartet. Nach dem Start der Falcon 9-Trägerrakete des Raumfahrtunternehmens SpaceX von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien am 3.12.2018 um 19:34 MEZ (10:34 Pacific Standard Time) konnte der DLR-Satellit erfolgreich in einer Umlaufbahn in 600 Kilometern Höhe ausgesetzt werden. Ein erster Funkkontakt des etwa kühlschrankgroßen Satelliten zum Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) in Oberpfaffenhofen erfolgte etwa eine Stunde und 15 Minuten nach dem Start. In den kommenden zwei Wochen wird das GSOC den Satellit im All in Betrieb nehmen und sämtliche Funktionen testen. In zirka sieben Wochen können die Forscher das erste von zwei Gewächshäusern in Betrieb nehmen, kurz darauf werden die ersten Tomaten ausgesät. +++ .

Eine Falcon 9-Trägerrakete des amerikanischen Raumfahrtunternehmens SpaceX hat den Eu:CROPIS-Satelliten mit zwei biologischen Lebenserhaltungssystemen mit Gewächshäusern, Biofilter, Zwergtomatensamen, einzelligen Algen und synthetischem Urin in eine erdnahe Umlaufbahn in 600 Kilometer Höhe gebracht. Die Samen sollen im Weltall keimen, durch die erfolgreiche Umwandlung des Urins in eine Düngemittellösung werden die Tomaten wiederum wachsen. Die Mission soll zeigen, wie biologische Lebenserhaltungssysteme als Nahrungsversorgung auf Langzeitmissionen eingesetzt werden können. Der etwa ein Kubikmeter große und 230 Kilogramm schwere Eu:CROPIS-Satellit mit der biologischen Payload wurde vom DLR und der Friedrich-Alexander Universität Nürnberg-Erlangen entwickelt und gebaut. "Mit der Eu:CROPIS-Mission liefert das DLR einen wesentlichen Beitrag für zukünftige Langzeitmissionen. Sie zeigt ob und wie ein geschlossenes biologisches Lebenserhaltungssystem fern von der Erde funktionieren und Nahrungsmittel produzierten kann. Mit der Mission hat das DLR ein weiteres Mal seine Systemkompetenz bei der Konzeption und beim Bau von Satelliten unter Beweis gestellt", beschreibt Prof. Hansjörg Dittus, DLR-Vorstand für Raumfahrtforschung und -technologie die Mission. Der Satellit wird 35 Minuten nach dem Start in seiner Umlaufbahn von der Falcon 9-Trägerrakete getrennt. Einen ersten Funkkontakt erwartet das DLR-Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen (GSOC), das den Satelliten steuert, zirka anderthalb Stunden nach dem Start.

Geschlossenes Lebenserhaltungssystem

Eu:CROPIS steht für "Euglena and Combined Regenerative Organic-Food Production in Space”. "Mit dieser Mission soll gezeigt werden, dass Urin auch unter Mond- und Mars-Schwerkraftbedingungen in Nährstoffe umgewandelt werden kann", sagt Dr. Jens Hauslage vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln. Im Inneren des Satelliten befinden sich zwei Gewächshäuser in jeweils geschlossenen Lebenserhaltungssystemen. Kern dieser Systeme sind ein Biofilter und Grünalgen (Euglena gracilis). Der Biofilter besteht aus einer 400 Milliliter großen Kammer, gefüllt mit Lavasteinen. Auf und in den porösen Steinen sind Bakterien angesiedelt, die den darüber rieselnden Urin im Wasserkreislauf in Nitrat umwandeln.

"Die so gewonnene Nährstofflösung dient zur Aufzucht der Tomaten. Diese sind sozusagen der Indikator, dass unser Experiment im All erfolgreich verläuft", beschreibt Hauslage. Eine weitere wichtige Rolle übernehmen die einzelligen Augentierchen Euglena gracilis oder auch Grünalgen genannt, die in zirka 500 Milliliter "grüner Lösung" mit ins All fliegen. Zum einen können sie Sauerstoff produzieren. Eine Eigenschaft, die vor allem am Anfang des Experiments, wenn die Tomaten erst keinem und noch keinen Sauerstoff über die Photosynthese produzieren, zum Tragen kommt. Zum anderen können die Augentierchen das System entgiften und vor zu hohen Ammoniakkonzentrationen schützen, die auftreten können, wenn der Biofilter nicht richtig funktioniert. "Wir nutzen die Eigenschaften von Organismengemeinschaften, um Abfälle in Stoffe auf rein biologische Weise umzuwandeln, die wir für das Wachstum von Nutzpflanzen, in diesem Fall Tomaten, brauchen. Damit schaffen wir wichtige Voraussetzungen für die Versorgung von Astronauten auf zukünftigen Langzeitmissionen", erläutert Hauslage. Er und Dr. Michael Lebert (FAU in Erlangen) sind die wissenschaftlichen Initiatoren und Leiter der EU:CROPIS-Mission......

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