Ernte aus Mondstaub: Forschende ziehen Kichererbsen im Regolith
Mondlandwirtschaft rückt näher: Forschende ernten Kichererbsen aus Regolith-Simulation und testen neue Wege für Nahrung im All.
Pflanzenanbau auf dem Mond: Die Forscher wählten für diese Studie die Kichererbsensorte „Myles“. Ihre kompakte Größe und Widerstandsfähigkeit begünstigen den Anbau in Missionsumgebungen mit begrenztem Platzangebot.
Foto: University of Texas Institute for Geophysics
Wenn Menschen langfristig auf dem Mond leben sollen, reicht es nicht, Lebensmittel von der Erde mitzunehmen. Jede Mission wäre sonst aufwendig und teuer. Forschende suchen deshalb nach Wegen, Pflanzen direkt auf dem Mond anzubauen. Ein Experiment aus den USA liefert nun neue Hinweise: Kichererbsen können in simuliertem Mondstaub wachsen.
Ein Team der University of Texas in Austin und der Texas A&M University hat gezeigt, dass sich die Hülsenfrucht unter bestimmten Bedingungen sogar ernten lässt. Die Ergebnisse wurden in der Fachliteratur veröffentlicht. Sie liefern wichtige Hinweise darauf, wie zukünftige Mondbasen ihre Nahrung selbst erzeugen könnten.
Inhaltsverzeichnis
Mondstaub ist kein gewöhnlicher Boden
Der Mondboden – Fachleute sprechen von Regolith – unterscheidet sich stark von Erde auf unserem Planeten. Er besteht aus zerkleinertem Gestein, Glaspartikeln und mineralischen Fragmenten, die durch Milliarden Jahre von Meteoriteneinschlägen entstanden sind.
Chemisch enthält Regolith zwar wichtige Elemente wie Phosphor, Kalium, Magnesium oder Eisen. Doch es fehlen organische Stoffe und Mikroorganismen, die für Pflanzenwachstum entscheidend sind. Außerdem können einige Metalle für Pflanzen problematisch sein.
Auch die physikalischen Eigenschaften erschweren den Anbau: Die Partikel sind kantig, trocken und besitzen eine ungewöhnliche elektrische Ladung. Diese Kombination macht Mondstaub zu einem schwierigen Substrat. Frühere Experimente mit echten Apollo-Proben zeigten bereits, dass Pflanzen darin zwar keimen können, aber deutliche Stressreaktionen zeigen.
Kichererbsen als Kandidat für Mondlandwirtschaft
Warum gerade Kichererbsen? Die Hülsenfrucht hat mehrere Vorteile für Raumfahrtmissionen. Zum einen besitzt sie einen hohen Nährwert. Kichererbsen enthalten viel Eiweiß – bis zu rund 22 % – sowie wichtige Mineralstoffe und Aminosäuren. Zum anderen können sie in Symbiose mit Mikroorganismen leben. Bakterien an den Wurzeln binden Stickstoff aus der Umgebung und stellen ihn der Pflanze zur Verfügung.
Das ist besonders interessant für geschlossene Lebenserhaltungssysteme im All. In solchen Systemen könnten Pflanzen einen Teil des Stickstoffkreislaufs übernehmen und so den Bedarf an künstlichen Düngern senken.
Sara Santos, eine der beteiligten Wissenschaftlerinnen, erklärt das Ziel der Arbeit so: „Bei der Forschung geht es darum, die Machbarkeit des Anbaus von Nutzpflanzen auf dem Mond zu verstehen.“ Und sie ergänzt: „Wie verwandeln wir diesen Regolith in Erde? Welche natürlichen Mechanismen können diese Umwandlung bewirken?“
Mikroben und Wurmkompost als Schlüssel
Für das Experiment nutzte das Team keinen echten Mondstaub, sondern ein sogenanntes Regolith-Simulant. Dieses Material ahmt die chemische Zusammensetzung der Mondoberfläche nach.
Die Forschenden mischten den simulierten Mondboden mit Wurmkompost. Dieses Material entsteht durch die Aktivität von Kompostwürmern und enthält organische Stoffe sowie viele Mikroorganismen.
Zusätzlich behandelten sie die Kichererbsensamen mit Mykorrhiza-Pilzen. Diese Pilze leben normalerweise in Symbiose mit Pflanzenwurzeln. Sie helfen dabei, Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen und können gleichzeitig die Aufnahme giftiger Metalle reduzieren.
Das Ergebnis: In einer Mischung aus Mondsimulant und Kompost konnten die Pflanzen wachsen und Samen bilden.
Bis zu 75 % Mondboden im Substrat
Die Versuche zeigten, dass die Pflanzen selbst in einer Mischung mit 75 % Mondsimulant noch erfolgreich wachsen konnten. Erst bei höheren Anteilen reagierten die Pflanzen deutlich gestresst und starben früher ab.
Die Pilzsymbiose spielte dabei eine wichtige Rolle. Pflanzen, die mit den Pilzen geimpft wurden, überlebten länger und entwickelten stabilere Wurzelsysteme.
Insgesamt untersuchten die Forschenden 16 verschiedene Kichererbsen-Sorten. Einige Varianten zeigten deutlich bessere Ergebnisse als andere. Bestimmte Linien bildeten mehr Biomasse oder stärkere Wurzeln. Die Unterschiede zwischen den Sorten lagen zum Teil bei über 100 %.
Auch die Zusammenarbeit mit Stickstoff-bindenden Bakterien funktionierte. In vielen Fällen entstanden zahlreiche Wurzelknöllchen – ein Hinweis darauf, dass die biologische Stickstofffixierung aktiv war.
Offene Fragen zur Sicherheit der Ernte
Trotz der erfolgreichen Ernte bleiben mehrere Fragen offen. Vor allem müssen Forschende prüfen, ob die Pflanzen Schwermetalle aus dem Regolith aufnehmen.
Jessica Atkin, Erstautorin der Studie, formuliert es so: „Wir wollen ihre Eignung als Nahrungsquelle verstehen.“ Und weiter: „Wie gesund sind sie? Enthalten sie die Nährstoffe, die Astronauten benötigen? Wenn sie nicht sicher verzehrt werden können, wie viele Generationen dauert es, bis sie es sind?“
Diese Untersuchungen laufen noch. Erst danach lässt sich beurteilen, ob solche Pflanzen tatsächlich Teil zukünftiger Raumfahrt-Menüs werden könnten.
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