Die Europäische Weltraumorganisation forscht im Rahmen des Melissa-Projekts nach Möglichkeiten, künstliche Ökosysteme auf anderen Planeten zu schaffen. Einfach ausgedrückt, wollen Wissenschaftler herausfinden, wie andere Planeten für Menschen bewohnbar gemacht werden können. Zum Beispiel können Urin und Exkremente zu Düngemitteln verarbeitet werden. Sie müssen nur die richtigen Pflanzen auswählen, schreibt die Schweizer Zeitung.
Grace Crains rechter Unterarm hat neun Kreise in einer Linie. Eine davon ist die Erde, daneben der Mars. Eine 25-jährige energiegeladene Amerikanerin ließ sich das Sonnensystem tätowieren.
Grace ist seit ihrer Kindheit vom Weltraum fasziniert. Dies ist nicht überraschend, da ihr Vater ein Astrophysiker ist, der Algorithmen für amerikanische Satellitenunternehmen entwickelt und seine Tochter von klein auf zu wissenschaftlichen Konferenzen mitgenommen hat.
Grace Crane forscht seit September im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) an der Niederlassung der Schweizerischen Hochschule (HTS) in Lindau. Ihre Arbeit ist Teil des Melissa-Projekts, das nach Möglichkeiten sucht, künstliche Ökosysteme auf anderen Planeten zu schaffen. Einfach ausgedrückt, wollen Wissenschaftler herausfinden, wie andere Planeten für Menschen bewohnbar gemacht werden können.
Urin aus HTS-Toiletten
Das Schlüsselwort hier ist Recycling. Ziel ist es, einen perfekten ökologischen Kreislauf zu schaffen, in dem nichts verloren geht. "Schließlich ist es furchtbar unwirtschaftlich, Humus auf einen anderen Planeten zu senden", sagt Grace.
Daher funktioniert es mit dem, was sich auf ganz natürliche Weise ansammelt: mit menschlichem Urin und Exkrementen. Im Moment versucht sie herauszufinden, welche Zusammensetzung des Urins für das Pflanzenwachstum vorteilhaft ist. Der Urin wird in den Toiletten des Wasserforschungsinstituts des HTS gesammelt. Es wird zu Flüssigdünger "Aurin" verarbeitet.
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„Urin enthält aus natürlichen Gründen viel Salz. Wenn wir mehr und mehr Salz konsumieren, wird unser Urin salziger “, sagt Grace. Dies ist ein Problem, da viele Pflanzen Salz nicht gut vertragen. Was ist, wenn das Ziel darin besteht, einen idealen Stoffkreislauf zu schaffen? Eine Möglichkeit besteht darin, salzliebende Pflanzen anzubauen.
Eine Salzart, Perchlorat, kommt in Mars-Sand in hohen Konzentrationen vor. „Pflanzen reagieren nicht darauf, aber es ist giftig für den Menschen“, erklärt Grace. Die Szene aus dem Hollywood-Film The Martian, in der Matt Damon, der auf dem Mars verlassen ist, Kartoffeln in mit Kot vermischtem Sand anbaut, hat wenig mit der Realität zu tun. Die einzige Alternative ist die saubere Entsorgung menschlicher Ausscheidungen.
60 Ratten entsprechen einer Person
Das nächste Problem im Weltraum ist die Lage, so seltsam es auch klingt. Die Temperaturabfälle auf dem Mars können Tag und Nacht bis zu 100 Grad betragen, daher müssen die Pflanzen in Gewächshäusern gezüchtet werden. "Sie brauchen optimale Pflanzen zum Wachsen, die eine ausgewogene Ernährung ermöglichen", sagt Grace. Soja gilt als eine dieser optimalen Pflanzen.
Das nächste Problem ist Kohlendioxid, das wir Menschen ständig ausatmen. Pflanzen müssen es wieder in Sauerstoff umwandeln, sonst ersticken die Astronauten früher oder später. Um diese Prozesse zu untersuchen, hat die Europäische Weltraumorganisation einen Prototyp einer speziellen Einrichtung in Barcelona gebaut. Darin muss Sauerstoff von Algen produziert werden. Die versiegelte Einrichtung enthält 60 Ratten, die zusammen ungefähr die gleiche Menge Sauerstoff verbrauchen wie eine Person. Es stimmt, es gibt eine Idee, den Mars künstlich zu erhitzen, um dort offene Felder anzuordnen. Aber Grace findet sie unrealistisch.
Erfolgreiche Experimente
Es ist aber durchaus möglich, Pflanzen zu züchten. Im Januar gelang es dem chinesischen Satelliten Chang'e-4 erstmals, die Keimung von Baumwollsamen zu erreichen. Anfang Dezember startete das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt einen Gewächshaussatelliten mit Tomaten und anderem Gemüse an Bord in die erdnahe Umlaufbahn.
"Während des Fluges wird die Auswirkung der Schwerelosigkeit auf das Pflanzenwachstum untersucht", sagt Grace. Auf der ISS wurden auch Versuche mit Pflanzen durchgeführt. "Pflanzen hatten auch eine psychologische Wirkung auf Astronauten und erinnerten viele an die Natur in dieser High-Tech-Kapsel", sagt Grace. Ein ähnlicher Effekt ist auf der Erde zu beobachten: Wenn Sie Pflanzen in ein großes Büro stellen, fühlen sich die Mitarbeiter dort wohler.
Psychologische Barriere
Laut Grace Crane ist die Besiedlung des Mars in den kommenden Jahrzehnten durchaus möglich. "Es klingt wie Science Fiction, aber wir leben in einer Zeit, in der immer mehr Dinge Realität werden." Sie hofft, dass die zukünftige Erforschung anderer Planeten der Wissenschaft und nicht dem Handel dienen wird: "Ein Hotel auf dem Mars ist völlig unnötig!" Sie glaubt jedoch, dass Weltraumhotels entstehen werden, in denen es möglich sein wird, ein paar Tage in der Schwerelosigkeit zu verbringen.
Ob sich Menschen in naher Zukunft auf dem Mars niederlassen werden oder nicht, Grace sieht ihre Forschung als bedeutungsvoll an. Sie ist motiviert von dem Wunsch, die komplexen ökologischen Beziehungen auf der Erde besser zu verstehen. Dieses Wissen wird auch hier nützlich sein.
"Zum Beispiel haben wir viele Probleme mit chemischen Düngemitteln, und die Befruchtung durch menschliche Ausscheidungen könnte helfen, viele der Probleme zu lösen." Ihr zufolge gibt es dafür technologische Möglichkeiten. "Viele haben jedoch eine psychologische Barriere, weil im Mittelalter viele Menschen an menschlichen Fäkalien im Trinkwasser starben."
Jonas Gabrieli
