Garten im All Himmlisches Hochbeet: Tomaten sollen in Satelliten wachsen

So viel Aufmerksamkeit wurde wohl selten einer Tomate zuteil. Auf der Raumstation ISS sind schon Blumen und Salat gewachsen. Jetzt wollen Forscher Tomaten züchten - in einem Satelliten. Schon mit einem kleinen Früchtchen wären sie äusserst zufrieden.

Diese Tomaten wird nie jemand essen. Trotzdem werden Wissenschaftler ganz genau darüber wachen. 16 Kameras werden ihr Gedeihen rund um die Uhr aufzeichnen. Jens Hauslage dämpft gleich die Erwartungen: «Es ist schon ein Erfolg, wenn sie keimen und ein bisschen wachsen. Eine Frucht wäre perfekt», sagt der Kölner Gravitationsbiologe. Bald werden die Pflanzen zu ihrer Mission unter Extrembedingungen aufbrechen - so, als würden sie auf Mond oder Mars wachsen.

Noch haben die Tomatensamen kein Wasser gesehen. «Die befinden sich im Schlafmodus», sagt Hartmut Müller vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bremen, der das Projekt zusammen mit seinem Kölner Kollegen Hauslage leitet. Ein Forschungssatellit soll sie im Sommer ins All bringen. In 600 Kilometern Höhe wird das fliegende Gewächshaus um die Erde kreisen und dabei die Gravitation auf Mond und Mars simulieren.

Elektromagnetischer Antrieb

Mit dem Forschungssatelliten «Eu:CROPIS» geht das DLR neue Wege - gleich in mehrfacher Hinsicht. «Es ist das erste Raumfahrzeug, das die Rotation nutzt, um Gravitation zu erzeugen», sagt Müller. Dafür verwendet der Satellit das Magnetfeld der Erde, von dem er sich mit Hilfe einer elektromagnetischen Spule abstösst. Deshalb kommt er ohne herkömmlichen Antrieb aus.

Ein halbes Jahr lang soll sich der Satellit 20 Mal in der Minute um die eigene Achse drehen, um Gravitation wie auf dem Mond entstehen zu lassen. Danach dreht er sich sechs Monate lang 32 Mal in der Minute für die Mars-Simulation. Welche Auswirkungen das auf das kleine Ökosystem im Inneren des Satelliten hat, werden Hauslage und seine Kollegen mit Spannung beobachten. «Die Schwerkraft ist das einzig konstante, das das Leben auf der Erde über die Zeit erlebt hat», sagt der Biologe. «Alles verändert sich, wenn sie sich verändert.»

Dabei ist gar nicht die Frage: Können Tomaten im All wachsen? Dass Pflanzen das auch ohne und unter weniger Schwerkraft können, haben bereits Experimente in der Vergangenheit bewiesen. So liessen Botaniker der Universität Hannover vor zehn Jahren auf der Internationalen Raumstation (ISS) Acker-Schmalwand keimen, um den Einfluss der Schwerkraft auf die Wurzelbildung zu beobachten. Dabei ging es vor allem um Grundlagenforschung.

«Zeigen, dass es funktioniert»

Heute können Astronauten auf der ISS schon mal ein frisches Salatblättchen knabbern: Die US-Raumfahrtagentur Nasa hat ein Anbau-System entwickelt, in dem 2016 auch eine orangefarbene Zinnie erblühte. Die Blume konnte die ISS-Besatzung zwar nicht essen, doch sie könnte als Vorläufer für Tomaten dienen, hiess es von der Nasa. Auch Tomatenpflanzen müssen blühen, bevor sie Früchte tragen.

An dem DLR-Projekt ist auch der Erlanger Biologe Michael Lebert beteiligt. Ob die deutschen Tomaten die ersten im Weltraum sein werden, kann er nicht sagen. «Die Chinesen und die Russen haben schon viele Experimente zur Pflanzenzucht gemacht, aber wenig publiziert.» Für Lebert und die DLR-Forscher hat das auch wenig Bedeutung. Ihnen geht es darum, das System zu testen. «Die Tomaten sind letztlich darin, um zu zeigen, dass es funktioniert», so Hauslage.

Gemüseversorgung für Langzeit-Missionen

Um Pflanzen auf Mond oder Mars anbauen zu können, braucht es einen geschlossenen Kreislauf: Wasser, Luft und Nährstoffe müssen immer wieder recycelt werden. Denn es wäre zu aufwendig und zu teuer, ständig Nachschub von der Erde zum Mond zu fliegen - zum Mars wäre es kaum möglich. «Das ist Basistechnologie für Langzeitmissionen», sagt Müller.

Im Inneren des Satelliten wachsen die zwölf Tomatenpflanzen auf künstlichem Substrat. Über einen Filter wird mit Hilfe von Bakterien eine Düngelösung aus Urin gewonnen - in diesem Fall künstlicher, in Raumstationen käme er von den Astronauten. Unterstützung bekommen die Bakterien von Augentierchen, beweglichen Einzellern, die Sauerstoff für die Bakterien und die keimenden Tomaten produzieren. «Wir haben zwei gekoppelte Lebenserhaltungssysteme», sagt Lebert. «Das ist wie auf der Erde: Monokulturen sind keine gute Idee.»

Eineinhalb Jahre soll der Test mit den Tomatenpflanzen dauern. Danach werden die Forscher wissen, ob sie der Gemüseversorgung für eine Station auf Mond oder Mars einen kleinen Schritt näher gekommen sind.

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Magnetfeld der Erde: Der Nordpol wandert - Polarumkehr

Der Nordpol verschiebt sich: Von 1831 bis 2007 gelb eingezeichnet, wie die Wetter- und Ozeanografie­behörde der Vereinigten Staaten aufzeigt.

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Auch der Südpol hat eine Strecke hinter sich: Von 1903 bis 2000 aufgezeichnet.

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Das Magnetfeld der Erde. Es schützt die Erde vor kosmischer Strahlung.

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Satellitendaten zeigen, wie kosmische Partikel vom Erdmagnetfeld eingefangen werden. Hier in einer Animation.

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Über den Polen stehen die Linien senkrecht, dort gelangt die kosmische Strahlung näher zur Erde.

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Polarlichter entstehen, wenn Sonnenstürme Luftpartikelchen zum Leuchten bringen. Meist in der Nähe der Magnetpole.

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Auch eindrücklich: Ein Neutronenstern mit extrem intensiven Magnetfeldern.

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Männer am Mond

Zusammen mit William A. Anders (Mitte) umkreisten James A. Lovell (rechts) und Frank Borman (links) bei der Appollo-8-Mission als erste Menschen den Mond.

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In einer solchen Gemini-Kapsel verbrachten James Lovell und Frank Borman zwei Wochen im Weltall.

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Der Start von Apollo 8 von Kap Kennedy. Frank Borman umrundete als Kommandant der Raumkapsel Apollo 8 Weihnachten 1968 zusammen mit William A. Anders und James A. Lovell erstmalig den Mond.

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Die Crew der Apollo 8 Mission kurz vor dem Abflug ins Ungewisse (von links): James A. Lovell, William A. Anders und Frank Borman.

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William Anders machte auf der Mondmission das legendäre Bild «Earthrise».

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Der ehemalige NASA-Astronaut und damalige Präsident der US-Fluggesellschaft Eastern Airlines Frank Borman wird am 14. März 90.

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Der ehemalige Astronaut James A. Lovell bei einer Preisverleihung im Jahr 2010.

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Die Astronauten bedankten sich nach der erfolgreichen Wasserung im Pazifik bei der Crew der USS Yorktown, die sie wie geplant im Ozean an Bord holte.

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James Lovell war insgesamt vier Mal im Weltall. 1966 fotografierte er bei der Gemini-12-Mission bei einem Ausseneinsatz seinen Kollegen Buzz Aldrin, der drei Jahre später als zweiter Mensch den Mond betrat.

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Lovell hatte auch bei der legendären Apollo-13-Mission das Kommando: 1970 explodierte dabei ein Sauerstofftank des Raumfahrzeugs. Die Astronauten konnten durch ein spektakuläres Manöver gerettet werden.

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