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Gewächshaus für den Weltraum: Die Initiative Eden testet, was unter extremen Bedingungen schnell wächst.

Die galaktische Sternenküche

Gewächshaus für den Weltraum: Die Initiative Eden testet, was unter extremen Bedingungen schnell wächst. Foto: DLR

Wer monatelang zum Mars fliegen will, braucht an Bord gutes Essen – und muss Gemüse anbauen können. Salat und Spätzle sind im All schon heute kein Problem mehr.

03. September 2020
Text: CELINA PLAG

In den ersten Wochen der sozialen Distanzierung hat Maggie Coblentz Gemüse fermentiert, Brot gebacken und vielleicht etwas zu oft Pasta gegessen. Eigentlich kam ihr die häusliche Isolation gerade recht. Für die Industriedesignerin und Forscherin ist das Homeoffice auch ein Testlabor, denn Coblentz entwirft Objekte, Systeme und Erlebnisse rund um Weltraumnahrung: Endlich könne sie sich in Astronauten und zukünftige Space-Reisende einfühlen – die aktuelle Isolation sei ja wie eine milde Version des Lebens an Bord eines Raumschiffes.    

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„Was macht wirklich glücklich, wenn man abgeschottet ist? Momentan kann ich das gut beantworten“, sagt sie lachend: „Für mich sind das Kochen, Kohlenhydrate und Komfort-Food.“

Coblentz kam so auf die Idee einer Nudelmaschine für Raumfahrer, die eine Art Endlos-Spaghetti produziert, die sich wie ein Faden von einer Spule direkt in den Mund schlürfen lässt, was beim Essen in Schwerelosigkeit sauber und praktisch ist und spaßige Abwechslung verspricht. Klingt nach Science- Fiction, ist es auch. Zumindest noch.    

Damit sie nicht einfach schwerelos herumfliegen: Salat- und Senfsamen im Samenkissen für Experimente in der ISS.
Damit sie nicht einfach schwerelos herumfliegen: Salat- und Senfsamen im Samenkissen für Experimente in der ISS. Foto: Cory Huston / Nasa

Coblentz leitet die Abteilung Interplanetare Gastronomie der „Space Exploration Initiative“ des MIT Media Lab in Cambridge, einer Forschungsgruppe aus Designern, Architekten, Künstlern, Ingenieuren und Wissenschaftlern, die an Ideen arbeitet für eine Zeit, in der wir das Universum besiedeln wie heute die Erde – im spielerischen Miteinander von Wissenschaft und Fiktion und mit dem Ziel, eine Weltraumkultur zu entwickeln, die im Kern um die Frage kreist: Wie lebt man im All eigentlich menschlich?

Die Initiative des MIT ist derzeit nicht der einzige Hort hochbegabter Trekkies, die nach Antworten darauf suchen. Die Frage scheint Forscher weltweit zunehmend zu begeistern. Schließlich nimmt das Tempo, in dem aus Science-Fiction Realität wird, konsequent zu. 

In der ersten Hälfte der 2020er soll der Weltraumtourismus durchstarten, Jeff Bezos’ Blue Origin und Elon Musks Space X tüfteln in Höchstgeschwindigkeit an ihren Raumschiffen. Der wohlhabende Erdling, der für so einen exklusiven Pauschalurlaub viel Geld hinlegt, will nicht einfach nur sicher ins All und zurück gelangen, sondern erwartet auch ein bisschen Komfort und Kulturprogramm. Zumal die Reisen perspektivisch länger werden dürften. Neil Armstrongs Apollo 11 brauchte bis zum Mond und zurück acht Tage. Wenn voraussichtlich 2022 die erste bemannte Maschine zum Mars aufbricht, wird sie gut eineinhalb Jahre unterwegs sein. Selbst auf der internationalen Raumstation ISS bleibt man dagegen nur wenige Wochen oder Monate. 

Noch etwas wird anders sein: Irgendwann auf dem Weg zum Mars wird die Erde aus dem Sichtfeld verschwinden. Was passiert, wenn dieser „Overview Effect“ ausbleibt, können Psychologen schwer vorhersehen. Und es wird eine 45-Minuten-Verzögerung in der Kommunikation geben. Es braucht also eine Reihe von Helfern im All, die den Bezug zum Heimatplaneten garantieren. 

Das Thema Essen spielt dabei physisch und psychisch eine zentrale Rolle. Wie kann man Lebensmittel für lange Zeiträume haltbar machen, auf kleinem Raum lagern, wie eine ausgewogene Ernährung garantieren? Gleichzeitig weiß man, wie eng verknüpft die Entscheidungen, was und wie wir konsumieren, mit den Vorstellungen der eigenen Identität sind. Das bezieht sich auf die Gerichte, Geschmäcker und Konsistenzen genauso wie auf Fragen des gemeinsamen Kochens und Speisens. Du bist, was du isst. Wer also ist der Mensch im All? 

Was regt den Appetit an? Forscherin Maggie Coblentz mit speziellem Ess-Test-Helm während eines Schwerelosigkeitstests.
Was regt den Appetit an? Forscherin Maggie Coblentz mit speziellem Ess-Test-Helm während eines Schwerelosigkeitstests. Foto: Nicola Twilley

Maggie Coblentz nähert sich der Frage über Rezeptentwicklungen und Techniken der Lebensmittelzubereitung genauso wie über die psychosozialen Aspekte des Essens. Ihre Überlegungen gehen, wie alle Projekte des MIT, über die bloße Adaption bereits vorhandener Praktiken hinaus. Vielmehr möchte man sich auf den Spuren einer neuen Weltraumkultur die örtlichen Gegebenheiten zunutze machen: „Wir haben Schwerelosigkeit, da sind automatisch neue Formen, Geschmäcker und Praktiken möglich.“ 

Coblentz’ erste Projekte drehten sich um die spezifischen Herausforderungen, welche das Zubereiten von Speisen und Essen an Bord eines Raumschiffes mit sich bringen. Das eintönige Astronautenessen, das meist als Dosenfutter oder in dehydrierter Form mit warmem Wasser zubereitet wird und – obwohl sich seit der Tubennahrung einiges getan hat – in der Textur immer etwas matschig ist. Oder der verminderte und veränderte Geschmackssinn im All, man kennt das vom Fliegen und der plötzlichen Sehnsucht nach starken Aromen wie Tomatensaft. Dann wäre da noch die Sache mit den Krümeln, die man in Schwerelosigkeit tunlichst vermeidet, weil die sich in den feinen Ritzen der Apparaturen festsetzen und Schaden anrichten können. 

Für den letzten der jährlichen Zero-Gravity-Simulationsflüge des MIT 2019 hatte Coblentz die Idee zu einem schwerelosen „Tasting Menu“, wie man es aus der Spitzengastronomie kennt, für das sie einen multisensorisch bespielten Astronautenhelm mit zwei Eingrifflöchern entwarf, für den sie mit Geruchs- und Geschmacksforschern zusammenarbeitete. In den Helm wurde etwa der Duft von in Butter gebratenen Zwiebeln und Gemüse geleitet, während er akustisch mit dem passenden brutzelnden Klang ebenjener Zutaten in einer Pfanne bespielt wurde – zur Anregung des Appetits. 

Inspiriert von der molekularen Sternenküche, hat sie etwa kleine essbare Kugeln auf Algenbasis mit diversen Aromen entwickelt, darunter Zitrone, Blutorange und Rote- Bete-Saft, die von der Konsistenz und Optik so aussehen wie Kaviar in vielen Farben und die, einmal in den Mund geschwebt, dort aufpoppen und ihren Geschmack entfalten. Kredenzt wurden die Kügelchen in kleinen im Helm installierten Schalen, Wegfliegen unmöglich.

Farbenfroh: Hier wird die Produktivität von Algenkulturen getestet.
Farbenfroh: Hier wird die Produktivität von Algenkulturen getestet. Foto: Ricky Arnold / Nasa

Momentan experimentiert Coblentz vor allem mit geschmacksintensivem Miso, das sie sogar schon ins All geschickt hat, und arbeitet außerdem an einem interplanetarischen Kochbuch. „Richtiges“ Kochen im All ist noch Zukunftsmusik, wenn auch das nächste große Experimentierfeld. Für Coblentz’ Open-Source-Ideensammlung konnte jeder von überall auf der Welt Vorschläge einreichen: „Im All sollen sich alle willkommen fühlen.“ Sie meint das so zukunftsgewandt wie gegenwartskritisch. 

Welche Rolle Essen auch über den spielerisch-experimentellen Tellerrand hinaus schon heute spielt, weiß Romain Charles, Crew Support Engineer bei der European Space Agency Esa. Charles hat vor einigen Jahren an der Mission „Mars 500“ teilgenommen, bei der eine Crew aus sechs Personen die insgesamt 520 Tage dauernde Marsexpedition simuliert hat. Essen, sagt der Ingenieur, sei unter den Teilnehmern aus unterschiedlichen Nationen das Hauptgesprächsthema gewesen; gemeinsame Mahlzeiten für das Teambuilding essentiell. 


„Im All sollen sich alle willkommen fühlen.“
MAGGIE COBLENTZ

Kulinarisch war das Experiment dennoch „besonders hart“. Die ersten acht Monate – praktisch bis zum Mars – sei der Essensplan zu Forschungszwecken akribisch vorgegeben worden, Abweichungen unmöglich. „Noch nicht mal an Weihnachten, da gab es Hackbällchen und Brokkoli!“, sagt Charles. Man spürt die Frustration des Franzosen noch heute. Auf dem etwas freieren Rückweg waren irgendwann die Lieblingsschokoriegel alle. Bezeichnenderweise mochte am Ende jeder Snickers lieber als Mars. 

Den großen Einfluss von Speisen auf das Wohlbefinden predigt Charles heute Astronauten. Er ist unter anderem für das sogenannte „Bonus Food“ zuständig: Während 90 Prozent der Astronautennahrung über die Nasa kommt, können die restlichen zehn – unter einigen Auflagen – selbst bestimmt werden. Bonusgerichte dürfen auch mal etwas süßer, salziger oder fettiger sein. „Ein Genuss“, sagt Charles, der auch gegen Heimweh helfen kann. Alexander Gerst wünschte sich auf seiner letzten Mission etwa Käsespätzle. Nach was sich Charles während Mars 500 am meisten sehnte? „Charcuterie. Und frisches Gemüse.“ 

Mit dem Züchten von Nutzpflanzen im All wird auf der ISS schon länger experimentiert, „aus vielerlei Gründen“, sagt Jess Bunchek, die bei der Nasa-Arbeitsgruppe „Veggie“ als Pflanzenwissenschaftlerin und Pseudonautin im Kennedy Space Center arbeitet — das ist jemand, der alles nachahmt, was ein Astronaut im Weltraum macht, um so beste Bodentests zu erzielen. „Salate und frisches Gemüse sind im All eine willkommene und obendrein gesunde Abwechslung zum dehydrierten oder konservierten Essen. Außerdem belegen viele Studien den positiven Einfluss des Gärtnerns auf die Psyche.“ 

Wasser und Nährstoffe für den All-Salat: Im Kennedy Space Center der Nasa werden die Wachstumsbedingungen auf der ISS simuliert.
Wasser und Nährstoffe für den All-Salat: Im Kennedy Space Center der Nasa werden die Wachstumsbedingungen auf der ISS simuliert. Foto: Cory Huston / Nasa
Wasser und Nährstoffe für den All-Salat: Im Kennedy Space Center der Nasa werden die Wachstumsbedingungen auf der ISS simuliert. Foto: Cory Huston / Nasa

Bei längeren Reisen wie zum Mars wird das Essen an Bord kaum ausreichen. Man muss sich zum Teil selbst versorgen. Auf der ISS bauen Astronauten bereits Salat und einiges an Gemüse an, das ist in Mikrogravitation möglich. „Allerdings stehen wir in vielen Fragen noch am Anfang“, so Bunchek. Warum genau haben einige Salatsorten im All eine ganz andere Form, und was lässt sich mit diesem Wissen anfangen? 

Bunchek arbeitet mit dem „Veg-03“-Projekt derzeit an der Optimierung und Weiterentwicklung des Anbaus und testet auch neue Sorten. Im Moment befinden sich auf der ISS Samen von rotem Romanasalat, Pak Choi und Amara-Senf – Letzterer soll geschmacklich stark an Steak erinnern. „Aber probieren Sie mal, im All mit Samen zu arbeiten“, sagt Bunchek, „die kleinen Dinger fliegen einfach weg.“ Getestet wird so auch ein neues Trägermaterial, eine Art Filmstreifen, auf welchen die Samen gesetzt werden, die sich dann wie Frische-Strips auf der Zunge auflösen und von den Astronauten zeitlich autonom in Samenkissen gepflanzt werden. 

Bunchek möchte selbst Astronautin werden und bereitet sich vor: In Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird sie ein Jahr auf die Neumayer-III-Station in die Antarktis entsandt. Nicht nur bei der Nasa forscht man eben an Gemüse. Vom Bremer Missionskontrollzentrum aus leitet der Wissenschaftler und ET-Fan Daniel Schubert die Initiative Eden, welche in den letzten vier Jahren als EU-Projekt ein Gewächshaus entwickelt hat, einen 40-Fuß-Container, der von den Maßen schon auf einen Einsatz auf dem Mond oder dem Mars ausgelegt ist. Für den Weltraum arbeite man derzeit aber an einer aufblasbaren Variante, so Schubert. In einer ersten Analogmission wurde das Gewächshaus 2018 im antarktischen Winter bereits getestet, zu ähnlich extremen Bedingungen wie im All: Temperaturen im zweistelligen Minusbereich, mehrere Wochen Dunkelheit, komplette Isolation für das neunköpfige Team, „da geht sechs Monate lang kein Flieger rein und raus“, so Schubert. „Unser Ziel war es, die Crew zweimal pro Woche mit frischer Nahrung zu versorgen. Am Ende klappte das jeden Tag.“ 


„Unser Ziel war es, die Crew zweimal pro Woche mit frischer Nahrung zu versorgen. Am Ende klappte das jeden Tag.“
DANIEL SCHUBERT, Wissenschaftler und ET-Fan

Die geo- und klimaautonome Gewächshaustechnik soll übrigens auch auf der Erde eingesetzt werden, etwa für Flüchtlingsunterkünfte oder in von Krisen betroffenen Gebieten. Mepa heißt das humanitäre DLR-Projekt rund um mobile Gewächshäuser, die alle keine Erde brauchen, wiederverwendbar sind und eine erste Ernte nach vier bis sechs Wochen sicherstellen. „Vieles von dem, was für den Weltraum entwickelt wird, kann auch das Leben auf der Erde verbessern“, sagt Schubert. Stichwort Nachhaltigkeit. Im All, wo der Nachschub von Ressourcen wie Sauerstoff, Wasser und Nahrung kaum bis nicht gegeben ist, werden schon jetzt an die 90 Prozent recycelt und wiederverwertet – selbst Trinkwasser ist geklärter Urin. Man arbeitet emsig daran, den Kreislauf ganz zu schließen.

Ein Gewächshaus ist laut Schubert dabei ein „Alleskönner“, weil es Wasser recycelt, Kohlendioxid bindet und so für frische Luft sorgt und obendrein Nahrung produziert. Vom Umweltbewusstsein im All können so alle viel lernen. „Eigentlich müssten wir auch hier unten unabhängig von der Erde werden, damit wir sie wieder sich selbst überlassen können, um zu heilen.“ 

Wie Weltraum- und Nachhaltigkeitsforschung Hand in Hand gehen, sieht man gut am finnischen Start-up Solar Foods, das aus einer Beobachtung der Nasa die Idee zu Solein entwickelt hat, einem allein aus erneuerbarer Energie und dünner Luft hergestellten natürlichen Nahrungsprotein. Echt wahr? „Zu 95 Prozent“, sagt dessen Mitgründer Pasi Vainikka. Das Prinzip sei nicht viel anders als das der Pflanzen, die CO2 und Sonnenlicht als Energie zum Wachsen benötigen. Nur dass bei Solein natürliche Mikroorganismen verwendet werden, welche mit durch Solarstrom erzeugtem Wasserstoff „gefüttert“ werden. Aus ihrer Fermentation entsteht das Protein. 

Schmeckt das? Solein, ein aus erneuerbarer Energie und Luft hergestelltes natürliches Nahrungsprotein
Schmeckt das? Solein, ein aus erneuerbarer Energie und Luft hergestelltes natürliches Nahrungsprotein Foto: Solar foods
Schmeckt das? Solein, ein aus erneuerbarer Energie und Luft hergestelltes natürliches Nahrungsprotein Foto: Solar foods


Die Technologie braucht weder Ackerland noch Bewässerung und kann unabhängig von geoklimatischen Bedingungen überall hergestellt werden. Als Alternative zu tierischen und pflanzlichen Proteinen arbeitet man derzeit an einer Marktzulassung als sogenanntes „Novel Food“ bis 2022. Solar Foods sieht Solein primär als Nahrungsergänzungsmittel auf der Erde, wo es sicher auch eine Antwort auf wachsende Bevölkerungszahlen und rund 900 Millionen Hungerleidende sein kann. Gemeinsam mit der Esa tüftelt man gleichzeitig an einer Adaption für den Weltraum. „Eigentlich“, sagt Vainikka, „kann man sich die Erde selbst wie ein einziges großes Raumschiff vorstellen. Das ist zumindest unsere Philosophie.“ 

Vieles von dem, was für den Weltraum entwickelt wird, kann auch das Leben auf der Erde verbessern.

Aus dem Blickwinkel scheint es kaum verwunderlich, dass sich viele Menschen aus dem Weltraumkosmos auch für den Umweltschutz engagieren. William „Bill“ Anders, jener Apollo-8-Astronaut, der an Weihnachten 1968 das legendäre „Earthrise“-Foto schoss, sagte einmal: „Wir machten uns auf den Weg, den Mond zu erforschen, und entdeckten stattdessen die Erde.“ Verwalter dieses zerbrechlichen Schatzes, unseres Planeten, seien wir alle zusammen. Auch zukünftig sind kleine Schritte im All also ganz wahrscheinlich große Schritte für die Menschheit.  

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Quelle: F.A.Z. Quarterly

Veröffentlicht: 03.09.2020 14:53 Uhr