{"id":7254,"date":"2024-07-11T08:00:18","date_gmt":"2024-07-11T08:00:18","guid":{"rendered":"https:\/\/starbottle.space\/?p=7254"},"modified":"2024-07-11T08:00:19","modified_gmt":"2024-07-11T08:00:19","slug":"space-farming-come-riusciremo-a-prosperare-in-altri-mondi-lontani-grazie-allagricoltura-spaziale","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/starbottle.space\/de\/weltraumlandwirtschaft-wie-wir-dank-weltraumlandwirtschaft-in-anderen-fernen-welten-gedeihen-konnen\/","title":{"rendered":"Space-Farming, wie wir dank der Weltraumlandwirtschaft in anderen fernen Welten gedeihen werden"},"content":{"rendered":"

So wie die Erdatmosph\u00e4re mit Hilfe der Sonne von Pflanzen gereinigt wird, so kann auch unsere k\u00fcnstliche Atmosph\u00e4re erneuert werden... Die Pflanzen, die wir auf unsere Reise mitnehmen, k\u00f6nnen ununterbrochen arbeiten. Das schrieb der russische Pionier der Raumfahrt, Konstantin Ziolkowski, zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Die Menschheit bereitet sich auf Weltraummissionen vor, die mehrere Monate oder Jahre dauern k\u00f6nnten, bei denen lebenswichtige Ressourcen wie Sauerstoff, Wasser und Nahrung stark begrenzt sind und nur durch Versorgungsmissionen wieder aufgef\u00fcllt werden k\u00f6nnen. Die Antwort ist dieselbe, die wir seit der Jungsteinzeit kennen: Landwirtschaft. Der Anbau von Pflanzen auf anderen Welten verringert nicht nur die Abh\u00e4ngigkeit von Versorgungsmissionen, sondern ebnet auch den Weg f\u00fcr eine erneuerbare Nahrungsquelle, die zur langfristigen Nachhaltigkeit au\u00dferirdischer Umgebungen beitragen kann. Der Weltraum ist eine f\u00fcr die Landwirtschaft feindliche Umgebung und birgt eine Reihe von Problemen, die gel\u00f6st werden m\u00fcssen, darunter die Schwerelosigkeit, die Notwendigkeit k\u00fcnstlicher Beleuchtung, die Knappheit von Wasser und anderen lebenswichtigen N\u00e4hrstoffen sowie die begrenzte Menge an verf\u00fcgbarem Boden. Die Schwerkraft spielt eine wichtige Rolle f\u00fcr die Entwicklung von Pflanzen, da sie ihnen vorgibt, wo sie Bl\u00e4tter und Wurzeln bilden sollen. Daher wird die Entwicklung von Pflanzen unter den f\u00fcr einen Raumflug typischen Mikrogravitationsbedingungen erheblich beeintr\u00e4chtigt, und es m\u00fcssen innovative Anpassungen vorgenommen werden, um den Erfolg der Kulturen zu gew\u00e4hrleisten. Auch Strahlung stellt eine Bedrohung dar, der durch wirksame Strahlenschutzma\u00dfnahmen begegnet werden muss, um die Gesundheit der Pflanzen zu sch\u00fctzen. Um den Stand der Technik in der Weltraumlandwirtschaft zu verstehen, haben wir Stefania De Pascale, ordentliche Professorin am Fachbereich Agrarwissenschaften der Universit\u00e4t Neapel Federico II und Leiterin des ESA-Labors f\u00fcr Pflanzenforschung f\u00fcr die Raumfahrt<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Pflanzen spielen eine wichtige Rolle f\u00fcr die Menschheit. Welche Rolle sollte die pflanzliche Nahrungsmittelproduktion bei Weltraumabenteuern spielen?<\/strong>
\u201cDie Rolle der Pflanzen f\u00fcr das Leben des Menschen auf der Erde geht weit \u00fcber die einfache Produktion von Nahrungsmitteln hinaus und wird f\u00fcr das \u00dcberleben des Menschen im Weltraum ebenso wichtig sein. Die von den Forschern vorgeschlagene L\u00f6sung besteht darin, im Weltraum ein k\u00fcnstliches \u00d6kosystem zu schaffen, das als bioregeneratives Lebenserhaltungssystem (Bioregenerative Life Support System, BLSS) bezeichnet wird und in dem verschiedene biologische Organismen miteinander interagieren, so wie es auch in terrestrischen \u00d6kosystemen der Fall ist. Es geht darum, ein \u00d6kosystem zu schaffen, das auf den Interaktionen zwischen produzierenden Organismen (Algen, Gr\u00fcnpflanzen und anderen photosynthetischen Organismen), zersetzenden Organismen (Bakterien, Pilze und Detritusfresser wie W\u00fcrmer und Insektenlarven) und Konsumenten (die menschliche Besatzung) interagieren, die in entsprechenden Abteilen untergebracht sind, in denen jeder die Abfallprodukte des anderen als Ressource nutzt, in einem idealen geschlossenen Kreislauf.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Was ist das Konsortium \u201cMelissa\u201d?<\/strong>
\u201cSeit 2013 ist die Agrarwissenschaftliche Fakult\u00e4t der Universit\u00e4t Federico II in Neapel offizieller Partner des Konsortiums Melissa (Micro-Ecological Life Support System Alternative), dem Programm der Europ\u00e4ischen Weltraumorganisation (ESA), das seit 1987 Lebenserhaltungssysteme mit geschlossenem Kreislauf unter \u00f6kosystemaren Gesichtspunkten untersucht. Seitdem beteiligen wir uns aktiv an Projekten im Zusammenhang mit dem Bereich des Pflanzenanbaus f\u00fcr ein BLSS im Rahmen dieses ehrgeizigen Programms. Am 19. November 2019 haben wir in unserer Fakult\u00e4t das Laboratory of Crop Research for Space eingeweiht, das erste Labor in Europa, das sich dem Pflanzenanbau f\u00fcr regenerative Lebenserhaltungssysteme im Weltraum widmet und aus der Zusammenarbeit mit der ESA und der italienischen Weltraumagentur entstanden ist.\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Inwiefern unterscheiden sich Pflanzen, die unter Mikrogravitationsbedingungen gez\u00fcchtet werden, von denen, die auf der Erde gez\u00fcchtet werden?<\/strong>
\u201cDie Schwerkraft spielt durch den sogenannten Gravitationstropismus eine entscheidende Rolle bei der Ausrichtung des Pflanzenwachstums. Im Weltraum, wo keine Schwerkraftreize vorhanden sind, zeigen Pflanzen zuf\u00e4llige Wachstumsmuster oder reagieren auf andere Reize (z. B. wachsen die Wurzeln zum Wasser und die Bl\u00e4tter zum Licht hin). Die Mikrogravitation beeinflusst Pflanzen auch indirekt, indem sie die Verf\u00fcgbarkeit von Ressourcen und die Effizienz der Systeme, die ihr Wachstum unterst\u00fctzen, ver\u00e4ndert, beispielsweise durch die Wechselwirkung zwischen Schwerkraft und Str\u00f6mungsdynamik. In der Mikrogravitationsumgebung der Internationalen Raumstation (ISS) verh\u00e4lt sich Wasser nicht wie auf der Erde, d. h. es bleibt nicht am Boden eines Beh\u00e4lters und kann nicht ausgegossen werden, und wenn es verspr\u00fcht wird, bildet es Tr\u00f6pfchen, die zusammensto\u00dfen und sich zu immer gr\u00f6\u00dferen Tropfen verbinden, die in der Luft schweben bleiben.<\/p>\n\n\n\n

Gibt es neben der Bew\u00e4sserung noch weitere Probleme?<\/strong>
\u201cEs ist wichtig, Pflanzen mit den notwendigen N\u00e4hrstoffen zu versorgen. Systeme zur kontrollierten N\u00e4hrstofffreisetzung k\u00f6nnen in das Substrat integriert werden, um eine konstante N\u00e4hrstoffversorgung zu gew\u00e4hrleisten. Experimente auf der ISS und anderen Weltraummissionen haben die Machbarkeit des Pflanzenanbaus bewiesen und wertvolle wissenschaftliche Erkenntnisse \u00fcber die Reaktion der Pflanzen und die Optimierung von Anbausystemen wie Kapillarsubstraten und Bew\u00e4sserungs- und Ern\u00e4hrungstechniken f\u00fcr die Mikrogravitation geliefert. Blattgem\u00fcse (Salate) hat sich als gut an die Bedingungen der Mikrogravitation anpassungsf\u00e4hig erwiesen und wird an Bord der ISS erfolgreich in sogenannten Salatmaschinen angebaut. Es ist sehr n\u00fctzlich, um frische Zutaten f\u00fcr die Ern\u00e4hrung der Astronauten zur Verf\u00fcgung zu haben. Aber auch Getreide, Tomaten, R\u00fcben, Radieschen und zahlreiche andere Pflanzen f\u00fcr Nahrungszwecke werden bereits im Weltraum angebaut. Ein kleiner Bissen f\u00fcr den Menschen, ein gro\u00dfer Sprung f\u00fcr die Menschheit: Mit diesen Worten kommentierte die NASA die erste offizielle Verkostung von R\u00f6mersalat im Weltraum, der in Veggie, einer der NASA-Einrichtungen an Bord der ISS, angebaut und 2015 von den Astronauten aus lokaler Produktion verzehrt wurde. Aber das war wirklich nur eine Kostprobe. Das Projekt Microgreens x Microgravity zur Produktion von Mikrogr\u00fcn (Microgreens) im Weltraum, das vom Ministerium f\u00fcr Universit\u00e4t und Forschung finanziert und von der ASI koordiniert wird und f\u00fcr das ich wissenschaftlich verantwortlich bin, hat zum Ziel, die wissenschaftlichen Anforderungen an eine Flugvorrichtung f\u00fcr die Produktion von frischem Mikrogr\u00fcn zu definieren, das an Bord der ISS geerntet und verzehrt werden soll. Microgreens sind junge S\u00e4mlinge verschiedener Gem\u00fcse-, Kraut- oder Kr\u00e4uterarten, die bereits ein bis zwei Wochen nach der Aussaat geerntet werden, wenn sich die ersten echten Bl\u00e4tter zu entwickeln beginnen. Sie sind klein und zart, enthalten aber eine hohe Konzentration an Phyton\u00e4hrstoffen, Vitaminen, Antioxidantien und Mineralien. Dieser N\u00e4hrstoffreichtum unterscheidet sie sowohl von Sprossen als auch von reifen Gem\u00fcsesorten derselben Art. Die Wachstumsvorrichtung befindet sich derzeit dank einer neuen Finanzierung durch die italienische Weltraumagentur ASI in der industriellen Planungsphase, die von Thales Alenia Space Italia koordiniert wird. Diese Vorrichtung wird es erm\u00f6glichen, an Bord der ISS eine ausreichende Menge an Mikrogem\u00fcse zu produzieren, um die Astronauten mit der empfohlenen Tagesdosis an Vitamin C zu versorgen, einem starken Antioxidans, das jedoch leider instabil und daher f\u00fcr den Transport auf langen Weltraumfl\u00fcgen ungeeignet ist.<\/p>\n\n\n\n

Welche Pflanzen eignen sich ideal f\u00fcr diesen Raum?<\/strong>
\u201cDie Auswahl der im Weltraum anzubauenden Pflanzen basiert auf verschiedenen Schl\u00fcsselfaktoren, darunter die hohe Effizienz der Ressourcenregeneration, der hohe N\u00e4hrwert, der schnelle Wachstumszyklus, die einfache Kultivierung in einer kontrollierten Umgebung und die Toleranz gegen\u00fcber Umweltbelastungen. Die Auswahl h\u00e4ngt jedoch auch vom Missionsszenario ab. An Bord von Raumstationen wie der ISS h\u00e4ngen die technischen Einschr\u00e4nkungen von der begrenzten Verf\u00fcgbarkeit von Volumen und Energie sowie von der Zeit der Besatzung ab. In diesen Umgebungen werden Pflanzen bevorzugt, die sich durch einen kurzen Zyklus, geringe Gr\u00f6\u00dfe, Toleranz gegen\u00fcber dem Anbau in geringen Mengen unter Mikrogravitation und hohe Produktivit\u00e4t auszeichnen, wobei unter Produktivit\u00e4t auch der Ertrag verstanden wird, d. h. das Verh\u00e4ltnis zwischen dem essbaren Anteil und der Gesamtbiomasse der Pflanzen.<\/p>\n\n\n\n

Und bei Langzeitmissionen und f\u00fcr zuk\u00fcnftige Weltraumkolonien?<\/strong>
Um den Ern\u00e4hrungsbed\u00fcrfnissen der Besatzung gerecht zu werden, werden vorzugsweise Pflanzen angebaut, die energiereiche, kohlenhydrat- und proteinreiche Lebensmittel liefern (wie Weich- und Hartweizen, Reis, Kartoffeln, Soja), sowie Pflanzen f\u00fcr den Frischverzehr (Tomaten, Salat). Wir d\u00fcrfen keine Pflanzen wie die aus Frank Oz\u201d \u201eDer kleine Horrorladen\u201c erwarten, sondern dieselben Kulturen, die auch die Grundlage unserer Ern\u00e4hrung auf der Erde bilden. Die Auswahl der Kulturen f\u00fcr den Anbau im Weltraum h\u00e4ngt auch von der F\u00e4higkeit ab, den Lebenszyklus der Pflanzen, angefangen bei der Best\u00e4ubung, in einer geschlossenen und kontrollierten Umgebung effektiv zu steuern.<\/p>\n\n\n\n

Ist es m\u00f6glich, den Boden des Mondes oder des Mars f\u00fcr den Anbau von Pflanzen geeignet zu machen?<\/strong>
\u201cDieses Vorhaben ist eine der spannendsten Herausforderungen f\u00fcr die langfristige Erforschung des Mondes und des Mars. Der Boden dieser Himmelsk\u00f6rper, der Regolith, wirft verschiedene Probleme auf, darunter das Vorhandensein von f\u00fcr Pflanzen potenziell giftigen Verbindungen, das Fehlen organischer Stoffe und der Mangel an f\u00fcr das Pflanzenwachstum notwendigen N\u00e4hrstoffen. Es werden jedoch verschiedene Ans\u00e4tze untersucht, um diese Herausforderungen zu bew\u00e4ltigen. Um das Pflanzenwachstum zu unterst\u00fctzen, muss der Boden auf dem Mars und dem Mond einer gr\u00fcndlichen Korrektur unterzogen werden, indem organische Substanzen aus der Verarbeitung von Anbauabf\u00e4llen und Missionsabf\u00e4llen (Lebensmittelabf\u00e4lle, F\u00e4kalien, Urin) sowie mikrobielle und nicht-mikrobielle Korrekturmittel und Biostimulanzien hinzugef\u00fcgt werden, um das Pflanzenwachstum zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n\n\n\n

Kann die Erforschung des Pflanzenanbaus im Weltraum zu Systemen f\u00fchren, die auch auf der Erde eingesetzt werden k\u00f6nnen?<\/strong>
\u201cDie Weltraumlandwirtschaft ist ein sich st\u00e4ndig weiterentwickelnder Bereich, der die Weltraumforschung revolutionieren und positive Auswirkungen auf die Erde haben wird. Durch die Entwicklung nachhaltiger und widerstandsf\u00e4higer Anbausysteme im Weltraum k\u00f6nnen wir lernen, die Ressourcen unseres Planeten besser zu verwalten und die Ern\u00e4hrungssicherheit f\u00fcr zuk\u00fcnftige Generationen zu gew\u00e4hrleisten, um so zur Bew\u00e4ltigung der gro\u00dfen Herausforderung der Landwirtschaft beizutragen, eine st\u00e4ndig wachsende Bev\u00f6lkerung zu ern\u00e4hren. Das erworbene Wissen und die entwickelten Technologien f\u00fcr den Anbau von Pflanzen im Weltraum werden es erm\u00f6glichen, in extremen Gebieten der Erde, von den Polen \u00fcber W\u00fcsten bis hin zum Herzen moderner Megast\u00e4dte, anzubauen und so mehr Platz f\u00fcr Pflanzen auf der Erde zu gewinnen. Mein Motto spiegelt dieses Ideal wider: Mehr Pflanzen im Weltraum. Mehr Platz f\u00fcr Pflanzen auf der Erde.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Come l\u2019atmosfera terrestre viene ripulita dalle piante con l\u2019aiuto del Sole, cos\u00ec la nostra atmosfera artificiale pu\u00f2 essere rinnovata\u2026 Le piante che portiamo con noi durante il viaggio possono lavorare ininterrottamente\u201d. Lo scriveva agli inizi del Novecento il pioniere dell\u2019astronautica, il russo Konstantin Tsiolkovsky. L\u2019umanit\u00e0 si prepara ad affrontare missioni spaziali che potrebbero durare diversi […]<\/p>\n","protected":false},"author":55,"featured_media":7255,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"wds_primary_category":43,"footnotes":""},"categories":[43],"tags":[],"class_list":["post-7254","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-space-economy"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/starbottle.space\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7254","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/starbottle.space\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/starbottle.space\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/starbottle.space\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/55"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/starbottle.space\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7254"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/starbottle.space\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7254\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":7256,"href":"https:\/\/starbottle.space\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7254\/revisions\/7256"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/starbottle.space\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/7255"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/starbottle.space\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7254"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/starbottle.space\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7254"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/starbottle.space\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7254"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}