Erlangen Tomaten im Weltall

In kleinen Gewächshäusern, die in einem Satelliten verbaut sind, sollen Tomaten auch dank einer speziellen grünen Flüssigkeit heranwachsen.

(Foto: Kurt Fuchs/FAU)

Forscher sind an einem Projekt beteiligt, das den Gemüseanbau bei einer Marsmission ermöglichen könnte

Von Claudia Henzler, Erlangen

Im Film "Der Marsianer" spielte Matt Damon den fiktiven Astronauten und Botaniker Mark Watney, der mehrere Monate ganz allein auf dem Mars ums Überleben kämpfen muss. Als die Nahrungsvorräte knapp werden, entschließt er sich, in einem selbstkonstruierten Gewächshaus Kartoffeln anzubauen, für die er einen etwas unappetitlichen Dünger aus den Verdauungsresten seiner Mannschaftskollegen verwendet. Erlanger Forscher wollen nun dafür sorgen, dass diese Filmvision Realität werden kann. Sie haben nach jahrelanger Vorbereitung soeben gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen Satelliten mit zwei Gewächshäusern ins All geschickt. In seinem Inneren sollen in den kommenden Monaten Tomaten wachsen, die ihre Nährstoffe aus künstlichem Urin beziehen. Am Montagabend hat das amerikanische Unternehmen SpaceX das fliegende Labor zusammen mit 63 weiteren Satelliten in der Erdumlaufbahn ausgesetzt.

Wissenschaftler, die sich beruflich mit dem Wachstum von Pflanzen im Weltraum befassen, werden Gravitationsbiologen genannt. Die deutsche Szene ist übersichtlich und gut vernetzt. Just Ende dieser Woche erwartet Michael Lebert die Kollegen zum traditionellen "Gravi-Treffen" in Erlangen. Der 59-jährige Biologe arbeitet am Lehrstuhl für Zellbiologie an der Friedrich-Alexander-Universität (FAU) und steht schon seit Jahrzehnten in engem Austausch mit Forschern des DLR in Köln zusammen, die das Tomatenprojekt leiten.

Der Satellit ist etwa einen Kubikmeter groß, zylinderförmig und mit vier Solarpanels ausgestattet. In seinem Inneren befinden sich zwei kleine Gewächshäuser, in denen jeweils sechs Tomatensamen von Kameras beim Keimen und Wachsen beobachtet werden können. Jedes dieser Gewächshäuser hängt an einem in sich geschlossenen Lebenserhaltungssystem, bei dem zwei Komponenten von besonderem Interesse der Forscher sind: Eine Filtersäule mit Vulkansteinen, auf denen Bakterien angesiedelt wurden, und eine Kammer mit einer grünen Flüssigkeit, in der einzellige Augentierchen namens Euglena gracilis schwimmen. Der Bakterienfilter soll synthetischen Harnstoff in Nitrat umwandeln. Die grünen Augentierchen sind dazu da, Sauerstoff zu produzieren und das System zu entgiften, erklärt Michael Lebert. Er und seine Arbeitsgruppe waren für diese grüne Lösung zuständig. Auch die Gewächshäuser haben die Erlanger gebaut, während Wissenschaftler des DLR in Köln den Bakterienfilter entwickelten und sich Gedanken über eine geeignete Tomatensorte machte. Die Wahl fiel auf "Micro-Tina", eine amerikanische Züchtung, die schnell und kompakt wächst und leuchtend rote Früchte bildet, die man auf Kameraaufnahmen gut erkennen kann.

Gesteuert werden der Satellit und die Versuche von Mitarbeitern des DLR-Kontrollzentrums in Oberpfaffenhofen. Sie werden zunächst nur eines der Gewächshäuser aktivieren und dabei den Satelliten um seine Längsachse rotieren lassen. Mit 20 Umdrehungen pro Minute wird auf dem Boden des Gewächshauses die Schwerkraft erzeugt, die auch auf der Mondoberfläche wirkt. Die Tomatenpflanzen haben sechs bis neun Monate Zeit, sich unter diesen Bedingungen zu entfalten. Anschließend sind die Samen im zweiten Gewächshaus dran. Sie müssen sich bei 32 Umdrehungen pro Minute entwickeln, was der Schwerkraft auf dem Mars entspricht. Geerntet werden die Früchte nicht. Nach spätestens zwei Jahren wird der Satellit in der Erdatmosphäre verglühen.

Aus Michael Leberts Sicht kann das Forschungsprojekt ein wichtiger Beitrag zur Vorbereitung für eine reale Marsmission sein. Denn wenn der Gemüseanbau im Gewächshaus der deutschen Forscher funktioniert, könnten Astronauten künftig schon im Raumschiff frische Nahrung anbauen und gleichzeitig ihren Abfall reduzieren, sagt der Erlanger Biologe. Und: "Es hat auch den psychologischen Vorteil, dass die Astronauten die Pflanzen beim Wachsen beobachten können." Mark Watney wäre sicher begeistert.