25. Juni 2018

Rei­che Ern­te im Ant­ark­tis-Ge­wächs­haus EDEN-ISS: To­ma­ten und Gur­ken aus der Po­lar­nacht

EDEN-ISS-Ge­wächs­haus zu Be­ginn der Po­lar­nacht
Bild 1/8, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

EDEN-ISS-Gewächshaus zu Beginn der Polarnacht

Die ex­tre­men Be­din­gun­gen in der Po­lar­nacht bis mi­nus 45 Grad Cel­si­us for­dern die Tech­nik des EDEN-ISS-Ge­wächs­hau­ses und lie­fern wert­vol­le Er­kennt­nis­se für die zu­künf­ti­ge Pflan­zen­zucht auf Mond- und Mars.
Paul Zabel bei den Erd­beer­pflan­zen
Bild 2/8, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Paul Zabel bei den Erdbeerpflanzen

Die Erd­beer­pflan­zen sind ver­gleichs­wei­se an­spruchs­voll in der Pfle­ge im EDEN-ISS-Ge­wächs­haus in der Ant­ark­tis.
Kohl­ra­bi im Ge­wächs­haus
Bild 3/8, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Kohlrabi im Gewächshaus

Rund 400 Gramm Kohl­ra­bi pro Wo­che kann Paul Zabel im EDEN-ISS-Ge­wächs­haus in der Ant­ark­tis ern­ten.
Paul Zabel beim letz­ten Son­nen­un­ter­gang vor der Po­lar­nacht
Bild 4/8, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Paul Zabel beim letzten Sonnenuntergang vor der Polarnacht

In der Po­lar­nacht kommt die Son­ne nicht über den Ho­ri­zont und es ist für die For­scher der Neu­mayer-Sta­ti­on III ge­gen 12 Uhr mit­tags nur ein hel­ler Schein am Ho­ri­zont zu se­hen. Nach der Win­ter­son­nen­wen­de dau­ert die­se Mit­tags­däm­me­rung von Tag zu Tag län­ger, bis En­de Ju­li die Son­ne wie­der über den Ho­ri­zont steigt.
Paul Zabel bei der Tomatenernte
Paul Zabel bei der To­ma­te­nern­te
Bild 5/8, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Paul Zabel bei der Tomatenernte

DLR-For­scher Paul Zabel ern­tet im Schnitt 740 Gramm To­ma­ten pro Wo­che im EDEN-ISS-Ge­wächs­haus in der Ant­ark­tis.
To­ma­ten-Moz­za­rel­la-Sa­lat mit To­ma­ten und Ba­si­li­kum aus dem Ge­wächs­haus
Bild 6/8, Credit: Matthias Maasch.

Tomaten-Mozzarella-Salat mit Tomaten und Basilikum aus dem Gewächshaus

Das fri­sche Ge­mü­se, der Sa­lat und die Kräu­ter aus dem EDEN-ISS-Ge­wächs­haus sind ei­ne Be­rei­che­rung für die Über­win­te­rungs­crew.
EDEN-ISS-Gewächshaus mit Vollmond
EDEN-ISS-Ge­wächs­haus mit Voll­mond
Bild 7/8, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

EDEN-ISS-Gewächshaus mit Vollmond

Das EDEN-ISS Ge­wächs­haus zeich­net sich im Un­ter­schied zu bis­he­ri­gen Pflan­zen­zucht-Ex­pe­ri­men­ten in der Ant­ark­tis durch ei­nen ge­schlos­se­nen Kreis­lauf aus, in dem ana­log zu ei­ner spä­te­ren Nut­zung in der Raum­fahrt oder in Wüs­ten auf der Er­de al­les Was­ser, das nicht in den Früch­ten und Pflan­zen steckt, wie­der­ver­wen­det wird.
Erd­beer­blü­ten im Ge­wächs­haus
Bild 8/8, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Erdbeerblüten im Gewächshaus

Die Erd­beer­pflan­zen sind an­spruchs­vol­ler in der Pfle­ge und ge­dei­hen nun auch im EDEN-ISS-Ge­wächs­haus in der Ant­ark­tis.
  • Gewächshaus in vollem Betrieb.
  • Halbzeit für Antarktisgärtner Paul Zabel.
  • Rund 100 Kilogramm Frischgemüse sind bisher geerntet und bereichern den Speiseplan der Überwinterer.
  • Schwerpunkt(e): Raumfahrt, Biosysteme

Seit knapp sechs Monaten steht das Gewächshaus EDEN-ISS in der Antarktis, seit vier Monaten betreut Paul Zabel vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) das Gewächshaus allein. Nun hat es den vollen Betrieb erreicht. Paul Zabel erntet dabei pro Woche im Schnitt 740 Gramm Tomaten, 1,8 Kilogramm Gurken und 400 Gramm Kohlrabi. Dazu verschiedene Kräuter, Salate und Radieschen. Die extremen Bedingungen in der Polarnacht bis minus 45 Grad Celsius fordern die Technik und liefern wertvolle Erkenntnisse für die zukünftige Pflanzenzucht auf Mond- und Mars sowie für die zukünftige Nahrungsmittelproduktion in klimatisch anspruchsvollen Regionen der Erde. Das frische Gemüse bereichert den Speiseplan der zehn Überwinterer auf der vom Alfred Wegener Institut betriebenen Neumayer-Station III und war auch ein Highlight zum Mittwinterfest.

"Die Arbeit im und am Gewächshaus ist sehr intensiv", sagt Paul Zabel. "Etwa die Hälfte meiner Zeit bin ich mit der Aussaat, Pflanzenpflege und der Ernte beschäftigt, die andere Hälfte der Zeit kümmere ich mich um die technischen Systeme des Gewächshauses sowie um die Ausführung der rund 40 Experimente und Validierungsprozeduren. Eine besondere Herausforderung für die Forscher ist immer wieder das Wetter berichtet EDEN-ISS Projektleiter Dr. Daniel Schubert. "Mitte Juni hatten wir einen tagelangen Sturm. In dieser Zeit mussten wir drei Tage lang das Gewächshaus aus Bremen steuern und überwachen". Am Bremer DLR-Institut für Raumfahrtsysteme ist das Kontrollzentrum des Antarktisgewächshauses eingerichtet. Von dort aus können die Forscher per Videokonferenz mit Paul Zabel im Gewächshaus sprechen und bekommen die Bilder und technischen Daten aller Pflanzenpopulationen im Gewächshaus übermittelt, darunter die bisherige Ausbeute des wegweisenden Versorgungsexperiments. Auf einer Anbaufläche von insgesamt etwa 13 Quadratmetern sind mittlerweile 35 Kilogramm Gurken, 39 Kilogramm Salat, 17 Kilogramm Tomaten, sieben Kilogramm Kohlrabi und vier Kilogramm Radieschen gewachsen und abgeerntet. "Besonders gut gedeihen Gurken", erklärt Projektleiter Dr. Daniel Schubert. "Paprika und besonders die Erdbeeren sind anspruchsvoller in der Pflege."

Autark unter Extrembedingungen

Das EDEN-ISS Gewächshaus zeichnet sich im Unterschied zu bisherigen Pflanzenzucht-Experimenten in der Antarktis durch einen geschlossenen Kreislauf aus, in dem analog zu einer späteren Nutzung in der Raumfahrt oder in Wüsten auf der Erde alles Wasser, das nicht in den Früchten und Pflanzen steckt, wiederverwendet wird. Zudem analysieren die Forscher die Produktion von Sauerstoff durch die Pflanzen, die unter optimiertem künstlichen LED-Licht und mit Nährmittellösung besprüht (Aeroponik) ohne Erde und Sonnenlicht gedeihen. Einzige externe Unterstützung ist die Stromversorgung, die über die Neumayer-Station III bereitgestellt wird.

Auch der Härtetest der Gewächshaustechnik im antarktischen Winter ist wesentlicher Bestandteil des Gemüsezuchtexperiments. In den vergangenen Wochen hatte Paul Zabel etwa den Ausfall eines Regelungsventils im Kühlsystem, den Ausfall einer LED Lampe oder Unstimmigkeiten im komplexen Steuerungssystem zu meistern. "Oft musste ich nachts oder am Wochenende reagieren, was die Behebung teilweise erheblich erschwert hat. Immerhin steht das Gewächshaus 400 Meter entfernt von der Neumeyer Station III", erklärt er und sieht dabei die Anstrengungen als Dienst für die Wissenschaft: "Ein zukünftiges Gewächshaus auf einem anderen Planeten soll auch durchgehend in Betrieb sein. Daher sind die technischen Ausfälle und deren Reparatur wertvolle wissenschaftliche Erkenntnisse für uns."

Polarnacht, Halbzeit und Mittwinterfest

Bei all den Anstrengungen war es eine willkommene Abwechslung, dass die Überwinterungscrew auf der Station das Mittwinterfest feierte. "Die Wintersonnenwende, auch Mittwinter genannt, war ein ganz besonderer Tag für mich in der Antarktis", sagt Paul Zabel. "Dieser Tag markiert den Mittelpunkt der Polarnacht und auch die Halbzeit meines Aufenthalts in der Antarktis". Und Stationsleiter Bernhard Gropp berichtet: "An der Neumayer-Station haben wir Mittwinter mit einem gemeinsamen Festmahl gefeiert. Aber nicht nur dort, sondern auch im Alltag sind frisches Gemüse, Salat und Kräuter aus dem Gewächshaus eine echte Bereicherung, die wir nicht mehr missen möchten. Deshalb helfen auch alle Crewmitglieder gerne mit. Unsere Stationsköchin und Paul Zabel stimmen sich zudem eng zur optimalen Zubereitung des erntefrischen Gemüses ab."

In der Polarnacht kommt die Sonne nicht über den Horizont und es ist für die Forscher der Neumayer-Station III gegen 12 Uhr mittags nur ein heller Schein am Horizont zu sehen. Nach der Wintersonnenwende dauert diese Mittagsdämmerung von Tag zu Tag länger, bis Ende Juli die Sonne wieder über den Horizont steigt. Für die Forscher ist die wochenlang andauernde Dunkelheit der Polarnacht eine große Herausforderung. "Es fühlt sich schon etwas wie auf einem anderen Planeten an, wenn man aufgrund des fehlenden Tageslichtes nicht mehr zwischen Tag und Nacht unterscheiden kann", sagt Zabel. "Dazu bezaubert die Antarktis in dieser Jahreszeit mit beeindruckenden Naturschauspielen. Die stundenlang andauernden Sonnenuntergänge zu Beginn der Polarnacht bleiben unvergesslich, genauso wie der beeindruckende Sternenhimmel und die Polarlichter."

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Mittwintergrüße 2018 von der Neumayer-Station III
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Internationale Zusammenarbeit bei EDEN-ISS

Das Projekt EDEN-ISS wird in Zusammenarbeit mit dem Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) im Rahmen einer Überwinterungsmission auf der deutschen Neumayer-Station III in der Antarktis realisiert. Damit das Gewächshaus in der Antarktis funktioniert, arbeiten unter der Leitung des DLR zahlreiche weitere internationale Partner in einem Forschungskonsortium zusammen: Wa­genin­gen Uni­ver­si­ty and Re­se­arch (Nie­der­lan­de), Air­bus De­fen­se and Space (Deutsch­land), LIQUIFER Systems Group (Österreich), National Research Council (Italien), Uni­ver­si­ty of Guelph (Ka­na­da), Enginsoft (Italien), Tha­les Ale­nia Space Ita­lia (Ita­li­en), Ae­ro­Cos­mo (Ita­li­en), Heliospectra (Schweden), Li­me­rick In­sti­tu­te of Tech­no­lo­gy (Ir­land), Te­le­spa­zio (Ita­li­en) sowie die Uni­ver­si­ty of Flo­ri­da (USA). Finanziert wird das Projekt aus Mitteln des Europäischen Forschungsrahmenprogramms Horizon 2020 unter der Projektnummer 636501.

Neuigkeiten zum Projekt direkt aus der Antarktis gibt es über die EDEN-ISS-Kanäle auf Facebook und Instagram, sowie über den Hashtag #MadeIn­An­tarc­ti­ca auf Twitter. Gesammelte Informationen zum Projekt finden sich unter: www.DLR.de/EDEN-ISS.

Kontakt
  • Falk Dambowsky
    Pres­se­re­dak­ti­on
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    Linder Höhe
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