Die Fähigkeit, Kolonien auf anderen Planeten zu bilden, hängt weitgehend von unserer Fähigkeit ab, Nahrung im Weltraum anzubauen. Dies ist keine leichte Aufgabe. Kalte Temperaturen, hohe Strahlung und lange Nacht- und Tageszyklen sind große Herausforderungen, die bewältigt werden müssen.
Außerdem die Kosten für den Versand eines Pfunds 453 Gramm von irgendetwas nur bis zur erdnahen Umlaufbahn geschätzte Kosten 10.000 US-Dollar . Diese unerschwinglichen Kosten bedeuten, dass wir eine nachhaltige Kolonie im Weltraum einfach nicht bauen können, ohne dass sie ihre eigenen Vorräte anbauen kann.
Zum Glück machen Weltraumprogramme wie die NASA, CNSA, DLR und ESA große Fortschritte bei der Erforschung des Anbaus von Pflanzen im Weltraum. Hier sind einige Möglichkeiten, wie wir Lebensmittel für zukünftige außerirdische Menschen anbauen können.
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1. Mit einer speziellen Zutat ... Urin?
Unter den Methoden, die für den Anbau von Nahrungsmitteln im Weltraum getestet wurden, ist eine, gelinde gesagt, eher unkonventionell. BBC 2017 berichtet das DLR, die deutsche Raumfahrtbehörde, hat den Anbau von Tomaten im Urin getestet.
Möglicherweise wissen Sie nicht, dass das meiste Wasser an Bord der Internationalen Raumstation ISS aus recyceltem Astronautenurin besteht. Die DLRs Jens Hauslage dachte, was wäre, wenn Sie die nützlichen Salze und Mineralien im Astronautenurin verwenden könnten, um Nahrung anzubauen?
Durch die Zufuhr von Bakterien in Urinbehälter kann Ammoniak aus dem Urin in Nitrite und Nitratsalze umgewandelt werden - ein Dünger. Wie die Tests von Jens Hauslage gezeigt haben, können perfekt essbare Tomaten angebaut werden.
2. Mit aufblasbaren Gewächshaus- und Lebenserhaltungssystemen
Obwohl Salat und Kohl bereits in kleinen Mengen erfolgreich an Bord der ISS angebaut werden, müssten Weltraumkolonien dies massenhaft tun, um sich selbst ernähren zu können.
Unter der Leitung von Dr. Ray Wheeler, leitender Wissenschaftler in der Kennedy Advanced Life Support Research Prototyp des Mond- / Marsgewächshauses Projekt zielt darauf ab, neue Wege zu finden, um Gemüse im Weltraum anzubauen.
Eines davon ist das aufblasbare Gewächshaus, in dem sowohl Lebensmittel als auch Pflanzen angebaut werden, die über ein als bioregeneratives Lebenserhaltungssystem bezeichnetes Verfahren Sauerstoff für lebenserhaltende Systeme erzeugen.
"Wir arbeiten mit einem Team von Wissenschaftlern, Ingenieuren und kleinen Unternehmen an der Universität von Arizona zusammen, um ein System mit geschlossenem Regelkreis zu entwickeln." Wheeler sagte in einer NASA Blogbeitrag . "Der Ansatz verwendet Pflanzen, um Kohlendioxid zu schrubben und gleichzeitig Nahrung und Sauerstoff bereitzustellen."
3. Durch Auswahl widerstandsfähiger platzsparender Lebensmittel
China hat es uns mit seinem Weltraumpflanzenexperiment gezeigt wie schnell die Vegetation verdorrt bei Raumtemperaturen unter Null.
Es ist wichtig, das richtige Futter für den Weltraum auszuwählen. Wir sprechen nicht nur über das richtige Futter für die Ernährung eines Astronauten oder eines Weltraumkolonisten - obwohl dies wichtig ist. Der wirklich wichtige Faktor wird zunächst die Auswahl der Pflanzen sein, die es sindbelastbar und kann unter Weltraumbedingungen überleben.
Española Paprika zeigen großes Raumversprechen da sie in großen Höhen wachsen und relativ schnell wachsen. Ray Wheeler führte Studien zu Paprika durch, die an die ISS geschickt wurden.
"Wir suchten nach Sorten, die nicht zu groß werden und dennoch in den kontrollierten Umgebungen, die wir im Weltraum verwenden würden, sehr produktiv sind", sagte er. sagte .
4. Durch Auswahl der richtigen Positionen
Das Finden von ausreichend Licht für den Anbau von Pflanzen ist eine der großen Herausforderungen beim Anbau von Pflanzen im Weltraum. Ein Problem auf dem Mars ist beispielsweise, dass es regelmäßig von Staubstürmen verbraucht wird.
"Der Mars bekommt erhebliche Staubstürme, die viel Sonnenlicht blockieren könnten, und das muss berücksichtigt werden", sagte Wheeler. "Das ist ein Problem, selbst wenn wir eine Photovoltaikanlage verwenden."
As NASA weist darauf hin, dass 2007 ein Doktorand an der Universität von Colorado die Lichtintensität an der Marsoberfläche über zwei Marsjahre hinweg kartiert hat.
Die Untersuchungen des Studenten zeigten, dass der Mars aufgrund seiner Entfernung von der Sonne 43 Prozent des Sonnenlichts erhält, das wir auf der Erde erhalten. Trotzdem verfügt der Rote Planet über verschiedene Gebiete in geringer Höhe, die ausreichend Licht für das Pflanzenwachstum erhalten. Sonnenlichtwird daher ein wichtiger Faktor bei der Entscheidung sein, wohin die ersten Menschen zum Mars geschickt werden sollen.
5. Verwenden dieser roten und blauen Lichter
Wenn wir den Mars erfolgreich kolonisieren, wie geht es weiter? Wenn die intergalaktische Raumfahrt eines Tages möglich wird, würden wir uns wahrscheinlich auf Planeten in den bewohnbaren Zonen ihres Sonnensystems konzentrieren.
Die Erforschung des Weltraums könnte uns jedoch zu Planeten führen, die weiter vom Sonnenlicht entfernt sind als Mars.
"Ein alternativer Ansatz für Sonnenlicht wäre die Verwendung elektrischer Lichtquellen. Hohe Intensitäten effizienter LED-Lichter könnten verwendet werden, um die Pflanzen hart zu drücken", sagt Wheeler, Spezialist für Raumfahrtanlagen der NASA.
"Dies ist ein Bereich, in dem die NASA wirklich am Rande der Forschung und Entwicklung stand", sagt er.
Die Vegetarisches Pflanzenwachstumssystem das derzeit an Bord der ISS verwendet wird, verwendet blaue und rote LED-Lichter, um Pflanzen künstlich das Licht zu geben, das sie zum Wachsen benötigen. Die Verwendung von LED-Lichtern zum Züchten von Pflanzen ist eine Idee, die aus einer von der NASA finanzierten Anstrengung bei der ISS hervorgegangen istUniversity of Wisconsin in den 1980er Jahren, bevor die Technologie mit von der NASA unterstützten Mitteln patentiert wurde.
Wohin führt uns die Weltraumforschung? Nur die Zeit wird es zeigen. Eines ist jedoch sicher, dass der Pflanzenanbau mit uns gehen muss, wenn wir gedeihen und nachhaltige Kolonien auf anderen Planeten als der Erde schaffen wollen.