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20:01 21.10.2016
Frischkost fürs All: Der Ingenieur Paul Zabel wird ein Jahr lang in der Antarktis leben, um in einem Container Gemüse zu züchten. Seine Erkenntnisse sollen helfen, eines Tages Gemüse im Weltraum anzubauen. Quelle: Getty, shutterstock

Einen grünen Daumen habe er eigentlich nie gehabt, sagt Paul Zabel. Doch genau den wird der Ingenieur bald brauchen. Im Auftrag des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird er in die Antarktis reisen und dort ein Jahr lang Gemüse züchten – unter Bedingungen, die denen im All ähneln sollen.

Das DLR hat ein Gewächshaus konstruiert, in dem auf engstem Raum, aber ohne Erde und mit sehr wenig Wasser Pflanzen gedeihen. Mithilfe solcher Systeme könnten sich Astronauten eines Tages selbst Tomaten, Gurken oder Paprika züchten.

Als es im DLR darum ging, wen man mit dem Auftrag betreuen könnte, hatte Zabel nicht lange gezögert. "Ich war der Einzige, der sofort gesagt hat: Ich mache das." Von den Kollegen hingegen riss sich keiner um den Job. Denn ähnlich wie auch Astronauten wird Zabel lange Zeit in der Isolation verbringen. Der Container mit seiner Gemüsezucht wird nahe der Neumayer-Station III aufgestellt, einer antarktischen Forschungsstation, in der Wissenschaftler verschiedenster Disziplinen ihrer Arbeit nachgehen.

Glücksfall für die Antarktis-Station

Im antarktischen Sommer, der unserem Winter entspricht, herrscht Hochbetrieb auf der Station. Doch Zabel wird auch den antarktischen Winter über dort ausharren, der von März bis September herrscht und Temperaturen bis zu Minus 50 Grad Celsius mit sich bringt. Zusammen mit ihm verbleibt dann nur ein kleines Team aus Meteorologen, einem Arzt und einem Koch auf der Station.

Jeden Tag wird Zabel durch den Schnee zu seinen Containern stapfen, um sein Gemüse zu hegen. Wenn es Zabel gelingt, ein Jahr lang eine Forschungsstation mit selbst gezogenem Gemüse zu versorgen, könnte das auch im All funktionieren, so die Idee. Eines Tages sollen sich dann Astronauten in einer Raumstation von frischem Gemüse ernähren können – oder sogar auf einem fremden Planeten.

Für die Besatzung der Station Neumayer III ist Zabel ein Glücksfall, Frischkost ist dort nämlich Mangelware. Das große Versorgungsschiff kommt nur einmal im Jahr und liefert vor allem haltbares Essen. Linsen, Bohnen, Gefriergetrocknetes oder Tiefkühlware stehen auf dem Speiseplan.

Der Mann, der in die Kälte geht: DLR-Ingenieur Paul Zabel muss vor seiner Expedition viel über Gemüseanbau lernen. Quelle: DLR

Zabel aber will am Südpol insgesamt 15 verschiedene Nutzpflanzen züchten, etwa Gurken, Tomaten und Paprika, Radieschen, Spinat, Salate, aber auch frische Kräuter wie Petersilie, Schnittlauch und Basilikum. Im Dezember nächsten Jahres tritt er die Reise an – die Vorbereitungen laufen schon jetzt auf Hochtouren. "Wir befinden uns gerade in der heißen Phase", sagt der Ingenieur.

Das Container-Modul, in dem er am Südpol Gemüse züchten will, wird demnächst auf dem Gelände des DLR in Bremen aufgebaut. Zabel, der die Konstruktion mitentwickelt hat, wird dabei mit Hand anlegen: "Später muss ich schließlich auch wissen, wo jede Schraube sitzt, wenn etwas kaputtgeht", sagt er.

Auch wenn es ähnliche Systeme schon gebe: "Der Test in der Isolation ist einzigartig", sagt Zabel. "Und er ist wichtig, weil wir so von Anfang an bei der Konstruktion eine andere Herangehensweise hatten." Wie im All auch gibt es keine Möglichkeit, mal eben loszugehen und Ersatzteile zu besorgen, sondern Zabel muss Fehler eben möglichst selbst beheben können.

Technisches und gärtnerisches Know-how

Als Ingenieur bringt er das technische Know-how mit, um das Gewächshaus zu überwachen. Er muss den Betrieb der Technik unter den extremen Außenbedingungen aufrechterhalten. Die Bewässerung der Wurzeln mit Nährstofflösung, Belüftung, Raumklimatechnik und Lichtsysteme müssen reibungslos funktionieren.

Um erntereifes Gemüse zu erzeugen, reicht das allein aber nicht aus: Zabel musste auch lernen, zu gärtnern. Bereits zweimal reiste er dazu ins niederländische Wageningen, wo Universitätswissenschaftler die richtigen Pflanzen für das Projekt ausgewählt haben. Angebaut wird keine typische Industrieware, wie man sie aus dem Supermarkt kennt. Es sind spezielle, zum Teil kleine und besonders edle Züchtungen, die widerstandsfähig sind und auch unter naturferneren Bedingungen gedeihen.

Die Niederländer brachten Zabel bei, wie die Gemüse auf verschiedene Lichtverhältnisse reagieren, und wie viel Kalzium und Magnesium die Nährstofflösung enthalten sollte, mit der die Wurzeln benetzt werden. Sie zeigten ihm auch, wie man Gemüse beschneidet, damit sie auf engem Raum wenig Platz einnehmen, aber hohe Erträge liefern.

Erst der Südpol, dann das All: Die Bedingungen im antarktischen Treibhaus des DLR sollen jenen im Weltall weitgehend entsprechen. Quelle: DLR

Zabel lernte außerdem, das Wachstum der Pflanzen systematisch auszuwerten. Auch in der Antarktis wird er Blätter zählen und die Ernte vermessen, bevor sie dann auf dem Teller landet – Zabel sammelt so viele Daten wie möglich, um das Anbausystem  noch verbessern zu können.

Die wichtigsten Anbaubedingungen aus dem All lassen sich mit dem Versuch imitieren. Geachtet wird zum Beispiel auf ein möglichst geschlossenes System: So wird die Flüssigkeit, die die Pflanzen aufnehmen, und über die Luft wieder abgeben, kondensiert, aufgefangen und wiederverwertet. Ähnlich müsste es auch im Weltraum geschehen. Nicht getestet werden kann der Effekt der Schwerelosigkeit – man wisse aber, dass die das Wachstum von Pflanzen nicht behindere, sagt Zabel.

Und auch die kosmische Strahlung könnte im All ein Risiko sein, das sich mit Zabels Versuch nicht nachstellen lässt. In einer Raumstation nahe der Erde sei diese weniger stark von Bedeutung. Bei längeren Reisen durch das All könne Saatgut Schaden nehmen. "Man weiß noch nicht was mit Samen passiert, wenn sie monatelang Strahlung ausgesetzt sind, oder was dann daraus wächst", sagt Zabel.

WG-Training für Wissenschaftler

Nicht nur das Forschungsprojekt selbst erfordert eine gründliche Vorbereitung. Auch das Zusammenleben der Forscher in der Isolation wird trainiert. So wird die zehnköpfige Besatzung der Station, die den Winter über dort bleiben wird, im nächsten Sommer drei Monate lang eine WG in Bremerhaven bewohnen, um die Teamfähigkeit jedes Einzelnen und das Funktionieren als Gruppe zu testen.

Zabel macht sich heute schon manchmal Gedanken, was er auf die Forschungsstation mitnehmen will – Musik, einen E-Book-Reader, ein Brettspiel gegen mögliche Langeweile, Fotos von seiner Familie. Und er hat sich ein Projekt überlegt, um die Zeit in der Antarktis zu nutzen: Er würde seine Russischkenntnisse gern vertiefen. Die Abgeschiedenheit macht Zabel keine Sorgen, er freue sich auf das Abenteuer: "Von mir aus könnte es schon morgen losgehen."

Von Irene Habich

Die Südpolstation Neumayer III

Allein in der antarktischen Weite: Die antarktische Forschungsstation Neumayer III des Alfred-Wegener-Instituts. Quelle: Felix Riess / CC BY-SA 3.0

Die antarktische Forschungsstation Neumayer III wird seit 2009 vom Alfred-Wegener-Institut betrieben, dem Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung. Der schiffsartige Bau ist auf 16 Stelzen errichtet, damit er nicht im Tiefschnee versinkt. Wissenschaftler verschiedener Disziplinen arbeiten und leben gleichzeitig auf der Station, die meisten im antarktischen Sommer von Dezember bis März.

Sie beobachten zum Beispiel das Magnetfeld der Erde, lassen Wetterballons aufsteigen oder erforschen die Bewegungen von Gletscher und Schollen und die Auswirkungen des Klimawandels. Für das Projekt Eden-ISS wird der Ingenieur Paul Zabel von Dezember 2017 an ein Jahre lang in der Neumayer-III-Station leben, um in einem Container Gemüse zu züchten. Das Projekt wurde nach der Raumstation ISS benannt, weil es helfen soll, Astronauten im Weltall mit frischem Gemüse zu versorgen.

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