Energiemesstechnik

Energieeffizientes Gemüse im Weltraum anbauen

Wer im Weltall Gemüse anbauen will, muss den Energiebedarf dafür genau kalkulieren. Das DLR-Forschungsprojekt Eden ISS analysiert deshalb in einem Gewächshaus-Container in der Antarktis unter realen Bedingungen den Stromverbrauch mittels Energiemesssystem.

Was macht ein Astronaut und Botaniker, wenn er von seiner Crew auf dem Mars zurückgelassen wird? Nach den Vorstellungen von Hollywood baut „Der Marsianer“ – von Matt Damon gespielt – eine Kartoffelzucht in der Marsstation auf und sichert so sein Überleben. Was nach einer tollen, aber überzeichneten Idee der Filmmacher klingt, ist tatsächlich Realität. Denn der perspektivische Langzeitaufenthalt von Menschen im Weltraum erfordert die Entwicklung bioregenerativer Systeme zur Lebenserhaltung, insbesondere zum Anbau höherer Pflanzen, weil sie für die Lebensmittelproduktion, Kohlendioxidsenkung, Sauerstoffproduktion, Wasserwiederaufbereitung und für das Abfallmanagement eingesetzt werden können. Außerdem sind frisch geerntete Produkte nicht nur für die körperliche Gesundheit nützlich, sondern sie wirken sich auch positiv auf das psychische Wohlergehen der Besatzung aus.

Um dieses Zukunftsszenario unter den im Weltall vorherrschenden Extrembedingungen zu testen, wurde das Forschungsprojekt Eden ISS ins Leben gerufen. Mit einem Gewächshaus-System will das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit 13 internationalen Partner den Anbau und die Zucht von zahlreichen Salatsorten, Spinat, Kräutern, Gurken, Tomaten, Paprika und Erdbeeren unter realen Bedingungen testen. Zur All-Vorbereitung ist die Antarktis ideal: Mit Kälte, Sturm, Schnee und Dunkelheit ist die Umgebung ausgesprochen lebensfeindlich. Zudem müssen alle benötigten Mittel zum Leben und Arbeiten – wie auch im Weltall – mitgebracht oder selbst erzeugt werden.

Seit Dezember 2017 untersuchen die Mitglieder der Forschungsgruppe deshalb für ein Jahr auf der Forschungsstation Neumeyer III in der Antarktis den Pflanzenanbau für zukünftige Raumstationen und Habitate auf Mond und Mars. Das Projekt wurde offiziell im März 2015 gestartet und wird im Rahmen des Horizon-2020-Forschungsprogramms der Europäischen Union mit einem Wert von 4,5 Mio. Euro gefördert. Anders als im Film wird das Gewächshaus in der Antarktis nicht die Ernährungsgrundlage der Expeditionsteilnehmer bilden, das frische Gemüse soll vielmehr eine vitaminreiche Ergänzung des Speiseplans darstellen – sofern die gärtnerischen Fähigkeiten der Ingenieure von der Aussaat bis zur Ernte der Pflanzen ausreichen. Mit dieser Mission wollen die Forscher aber nicht nur herausfinden, wie viel gesunde Nahrung sich im Weltraum züchten lässt, sondern auch wie viel Raum und Energie dafür benötigt wird.

Energiemesstechnik analysiert Weltraumgewächshaus

Als Gewächshaus dienen zwei miteinander verschraubte, 6 m lange Schiffscontainer, die auf eine externe Plattform ca. 300 m südlich der Neumeyer-Station III aufgesetzt wurden. Während des Versuchsjahres sollen die Schlüsseltechnologien für Weltraumgewächshäuser verifiziert und darüber hinaus auch Wissen und Erfahrung im Umgang mit sämtlichen darin eingesetzten Systemen gesammelt werden. Nicht zuletzt müssen der Energiebedarf des Weltraumgewächshauses untersucht und Einsparmöglichkeiten identifiziert und umgesetzt werden. Dafür wurde eine Messlösung gesucht, wie sie Unternehmen für die Verbesserung der Energieeffizienz nach dem Energiedienstleistungsgesetz einsetzen. Die Forschungsgruppe entschied sich für Diris Digiware von Socomec, ein Unternehmen, das sich mit der Energieversorgung und Energieeffizienz in Niederspannungsnetzen beschäftigt.

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