NASA und Partner nehmen den Anbau von Nutzpflanzen auf dem Mond ins Visier

Drei Agenturen verfolgen ein gemeinsames Ziel

NASA, die Canadian Space Agency (CSA) und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben eine gemeinsame Absichtserklärung unterzeichnet, mit der sie sich zu koordinierten Vorarbeiten für einen erdgebundenen Teststand zum Anbau von Nutzpflanzen auf dem Mond verpflichten. Die Vereinbarung, die vom Wissenschaftsteam der NASA am 30. September 2026 bekannt gegeben wurde, bringt drei nationale Raumfahrtorganisationen unter ein gemeinsames Planungsdach für ein Forschungsproblem, das keine von ihnen allein lösen kann.

Eine Absichtserklärung zu unterzeichnen ist nicht dasselbe wie Metall zu schneiden. Es ist eine Erklärung, dass die Partner dieselbe technische Herausforderung erkennen, beabsichtigen, sie gemeinsam anzugehen, und bereit sind, Personalzeit und Aufwand in einer frühen Phase zu investieren, bevor große Finanzierungsentscheidungen getroffen werden. In der Praxis ermöglicht dies den Agenturen, Konzepte zu vergleichen, offene Fragen aufzuteilen und gegenüber Forschern und Industrie geschlossen aufzutreten.

Die Formulierung der Erklärung ist bewusst vorsichtig: Dies sind vorbereitende Arbeiten für einen Demonstrator, nicht der Beginn eines Flugprogramms. Dennoch ist die Formalisierung der Beziehung ein bedeutender Schritt, denn sie schafft einen Kanal für den Austausch von Entwürfen und gewonnenen Erkenntnissen lange bevor Hardware gebaut wird.

Einblick in den Lunar Agriculture Module-Ground Test Demonstrator

Das Herzstück der Bemühungen trägt den Arbeitstitel Lunar Agriculture Module-Ground Test Demonstrator, kurz LAM-GTD. Wie der Name nahelegt, soll die erste Version auf der Erde bleiben. Ihr Zweck ist zweifach: die Technologien zu entwickeln, die für den Anbau von Nutzpflanzen jenseits unseres Planeten erforderlich sind, und zu untersuchen, wie sich diese Pflanzen in Atmosphären und kontrollierten Umgebungen verhalten, die mit denen vergleichbar sind, denen Besatzungen bei Missionen auf der Moon Base begegnen würden.

Diese Zielsetzung übersetzt sich in ein recht breites Forschungsportfolio:

• Weiterentwicklung der Hardware und Techniken, die für den Anbau von Nutzpflanzen in einer Mondumgebung erforderlich sind.
• Charakterisierung der Pflanzenleistung unter Atmosphären und versiegelten, kontrollierten Bedingungen, die an den Erwartungen der Moon Base ausgerichtet sind.
• Koordination dieser Forschung von Anfang an über drei Agenturen hinweg, damit Erkenntnisse und Entwürfe geteilt statt dupliziert werden.

Den ersten Demonstrator am Boden zu belassen, ist eine bewusste ingenieurtechnische Entscheidung. Probleme, die im Labor günstig zu finden sind – Sensordrift, Feuchtigkeitskontrolle, Nährstoffzufuhr, Beleuchtungszyklen –, werden teuer und riskant, sobald sie für den Flug verpackt sind. Ein erdgebundenes Modul gibt Forschern Raum, schnell zu scheitern, zu iterieren und erst dann eine Version vorzuschlagen, die es wert ist, gestartet zu werden.

Warum Weltraumnutzpflanzen wichtig sind

Nahrung, Ernährung und Vielfalt

Für Besatzungen, die weit von der Erde entfernt reisen, ist Nachschub keine verlässliche Option. Nutzpflanzen vor Ort anzubauen, würde Tiefraum-Besatzungen Zugang zu vollwertiger Nahrung verschaffen, statt sich allein auf verpackte Vorräte zu verlassen, und zugleich die Ernährungsvielfalt erhöhen – ein Lebensqualitätsfaktor, der mit zunehmender Missionsdauer wertvoller wird.

Luft und Wasser

Pflanzen ernähren nicht nur Menschen. Sie absorbieren Kohlendioxid, produzieren Sauerstoff und beteiligen sich an der Wasseraufbereitung. Diese Funktionen überschneiden sich mit den Lebenserhaltungssystemen, die jedes langfristige Habitat benötigt, was bedeutet, dass ein Gewächshaus plausibel zu mehreren Missionsanforderungen gleichzeitig beitragen könnte.

• Entfernung von Kohlendioxid aus der Habitat-Atmosphäre.
• Sauerstoffproduktion durch Photosynthese.
• Wasseraufbereitung als Teil eines geschlossenen Kreislaufsystems.
• Produktion frischer Nahrung zur Ergänzung gelagerter Rationen.

Die NASA merkt an, dass diese Fähigkeiten zunehmend wichtiger werden, je weiter sich menschliche Missionen von der Erde entfernen, wo die Kosten und Verzögerungen beim Versand von Vorräten vom Boden aus prohibitv werden.

Moon Base und der längere Weg zum Mars

Die landwirtschaftliche Arbeit ist Teil einer größeren Architektur. Im Rahmen der Moon Base beabsichtigen die NASA und ihre internationalen Partner, die Infrastruktur aufzubauen, die für eine dauerhafte menschliche Präsenz nahe dem Südpol des Mondes erforderlich ist. Dieser Außenposten ist als Ort konzipiert, an dem Wissenschaft und Technologie vorangetrieben werden und der zugleich als Erprobungsfeld für eventuale menschliche Missionen zum Mars dient.

Nutzpflanzen fügen sich natürlich in diese Geschichte ein. Eine Siedlung, die bei der Nahrung völlig von der Erde abhängt, ist eine Siedlung mit fragiler Versorgungskette; eine Siedlung, die zumindest einen Teil ihrer eigenen Kalorien und ihres Sauerstoffs produzieren kann, ist widerstandsfähiger und weniger darin eingeschränkt, wie lange sie betrieben werden kann. Die Südpolregion mit ihren extremen Beleuchtungszyklen und kalten Temperaturen macht die Herausforderung der Umweltkontrolle noch pointierter – genau die Art von Belastungsfall, die ein Bodendemonstrator untersuchen soll.

Aufbau auf bereits laufender Pflanzenforschung

Die neue Vereinbarung beginnt nicht bei null. Die NASA untersucht seit Jahren die Pflanzengesundheit in kontrollierten Umgebungen, und die Bilddokumentation der Agentur aus dieser Arbeit veranschaulicht die Art von Instrumentierung, auf die sich die LAM-GTD-Bemühungen stützen würden. In einem Beispiel vom 17. April 2023 ist der Gartenbauwissenschaftler Blake Costine zu sehen, wie er Feuchtigkeitssensoren für das Advanced Plant Imaging-Projekt am NASA Kennedy Space Center in Florida justiert.

Dieses Projekt nutzt hyperspektrale Kameras, um die Pflanzengesundheit zu bewerten, und sammelt Daten, die weit über das hinausgehen, was das menschliche Auge beurteilen kann. Die Aktivität fand im Plant Production Area der Space Station Processing Facility des Raumfahrthafens statt – eine Erinnerung daran, dass die Hardware und Analytik für die Weltraumlandwirtschaft bereits auf der Erde erprobt werden, in Einrichtungen, die ursprünglich für orbitale Operationen gebaut wurden.

Was die Vereinbarung regelt und was nicht

Was heute existiert, ist eine Absichtserklärung, die zusammen mit der Ankündigung der NASA als herunterladbares Dokument veröffentlicht wurde. Sie verpflichtet die drei Agenturen nicht zu einer Budgetlinie, einem Startdatum, einer bestimmten Liste von Pflanzenarten oder einem endgültigen Modulentwurf. Sie legt auch nicht fest, wie die Verantwortlichkeiten zwischen NASA, CSA und DLR aufgeteilt werden oder wie die Ergebnisse des Demonstrators schließlich in ein Gewächshaus der Moon Base einfließen würden.

Was sie jedoch etabliert, ist ein Rahmen. Drei Agenturen haben sich darauf verständigt, dass die Frage der Ernährung von Menschen jenseits der Erde koordinierte Aufmerksamkeit verdient, dass der erste ernsthafte Versuch am Boden stattfinden sollte und dass sie das Problem gemeinsam statt in parallelen Silos angehen werden.

Das Fazit

Nahrung auf dem Mond anzubauen ist eines jener Probleme, die aus der Ferne einfach aussehen und schnell kompliziert werden, sobald Atmosphäre, Licht, Wasser, Nährstoffe und Pflanzenbiologie in einem geschlossenen System kombiniert werden. Mit der Unterzeichnung einer gemeinsamen Absichtserklärung setzen NASA, CSA und DLR darauf, dass der günstigste Ort zur Lösung dieser Komplikationen ein Labor auf der Erde ist – und dass die dort gewonnenen Erkenntnisse eine dauerhafte menschliche Präsenz nahe dem lunaren Südpol und später auf dem Mars nachhaltiger machen werden als eine Lieferkette, die bis zur Erde zurückreicht.

Dieser Artikel basiert auf Berichterstattung von science.nasa.gov. Lesen Sie den Originalartikel.