Wer ins All fliegt, muss auf Gourmetküche verzichten: Astronauten essen Brei, der aus Pulver und recyceltem Wasser angerührt wird. Auch Obst und Gemüse sind vom Speiseplan gestrichen – aus Kostengründen: Der Transport eines Kilogramms, also rund fünf Äpfel, zur Internationalen Raumstation (ISS) kostet 20 000 Euro. In Zukunft sollen Astronauten auf frische Lebensmittel aber nicht mehr verzichten müssen: Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bremen erforschen, wie sich Tomaten und Salat direkt im Weltraum ziehen lassen.

Ziel des Projekts EDEN, kurz für Evolution and Design of Environmentally-closed Nutrition-Sources, ist ein Gewächshaus, das Raumstationen mit Gemüse und Salat versorgen kann. Die Generalprobe findet allerdings auf der Erde statt: In der Antarktis, wo ähnlich harte Lebensbedingungen herrschen wie auf einer Raummission. «Wir leben dort isoliert als 10-köpfige Crew eng zusammen und bekommen Lebensmittel nur einmal im Jahr geliefert», erklärt Paul Zabel, der verantwortliche Ingenieur, der im Dezember 2017 zu seiner Mission an den Südpol aufbricht. Dort wird Zabel täglich von der Neumayer-III-Forschungsstation zum eigens konstruierten Container stapfen, ein Jahr lang verschiedene Gemüsesorten anbauen und prüfen, wie viel sich unter Realbedingungen ernten lässt. Bis dahin erhält der junge Ingenieur mehrere Gartenbaukurse von Experten der holländischen Universität Wageningen.

Astronauten streiten um Tomaten

«Wir hoffen, zweimal pro Woche eine grosse Schüssel Salat für die Crew zu produzieren», sagt Zabel, der neben Tomaten, Gurken und Salat auch Paprika, Radieschen, Kräuter und Erdbeeren anbauen wird. Das selbst gezogene Gemüse schmeckt ihm gut: «Ich finde es sogar besser als Gemüse aus dem Supermarkt: Wir verwenden keine Pflanzenschutzmittel.»

Der High-Tech-Container besteht aus einem Bereich, der die Pflanzenumwelt steuert, also Temperatur, Belichtung und Luftfeuchtigkeit, und dem eigentlichen Gewächshaus, wo die  Pflanzen in mehrstöckigen Regalen wachsen. Der Container recycelt das verwendete Wasser, erzeugt Licht mit LEDs, gibt Kohlendioxid, das die Pflanzen zum Wachsen brauchen, per Gasflasche zu und besprüht die Wurzeln mit einer genau abgestimmten Nährstofflösung. Ackerboden – bislang zwingend notwendig für jede Form der Landwirtschaft – ist überflüssig. Und da Schädlinge wie Insekten und Pilze durch Schleusen abgehalten werden, können Zabel und seine Kollegen auf Pflanzenschutzmittel verzichten.

Pflanzenzucht hat aber nicht nur den Vorteil, frische Lebensmittel zu produzieren, um den faden Speiseplan der Astronauten aufzupeppen: «Studien zeigen, dass der Umgang mit Pflanzen die Psyche stabilisiert und damit zum Wohlergehen der Besatzung beiträgt», sagt der Projektleiter Daniel Schubert. Jeder Hobbygärtner kennt das befriedigende Gefühl, wenn ein Samen aufkeimt, das Pflänzchen wächst und gedeiht und bei guter Pflege schliesslich Früchte trägt. Wer mehrere Monate, gar Jahre, auf engem Raum mit mehreren Personen lebt, dazu in einer vollkommen künstlichen Umgebung, den verlangt es in besonderem Masse nach ein wenig Natur: «Astronauten streiten sich schon mal, wer ein Pflanzenexperiment betreuen darf», erzählt Schubert.

Neben Pflanzen als Seelenbalsam sprechen aber noch ganz praktische Gründe für ihre Zucht in Raumstationen: Pflanzen verbrauchen das vom Mensch ausgeatmete Kohlendioxid und produzieren Sauerstoff. Sie sorgen also für ein natürliches und angenehmes Klima in der Raumstation.

Aus dem All auf die Erde

Die Erfahrungen der Antarktismission dienen nicht nur dem Pflanzenanbau im All. Auf der Erde helfen sie beim Bau von «vertical farms». Das sind Turmgewächshäuser, in denen Gemüse und Obst übereinandergestapelt angebaut werden. «Sie können als geschlossene Systeme in der Wüste stehen oder auch in Grossstädten», sagt Schubert. Nach Berechnungen der Welternährungs- und Landwirtschaftsorganisation FAO müssen bis 2050 gut neun Milliarden Menschen ernährt werden. Bis dahin werden 80 Prozent der Bevölkerung in Städten leben – heute sind es die Hälfte. Spätestens dann wird die Lebensmittelversorgung der Metropolen zu einer enormen Herausforderung werden.

«Vertical farms» könnten einen Versorgungsbeitrag leisten, indem frische Lebensmittel in den Städten selbst produziert werden: Gemüse und Obst wachsen dort unter kontrollierten Bedingungen das ganze Jahr hindurch – unabhängig von Jahreszeiten und gefürchteten Erntevernichtern wie Hagel, Frost und Dürren. «Auf dem Acker wächst Kopfsalat in acht Wochen, wir brauchen nur vier Wochen, da er 24 Stunden Licht erhält», sagt Schubert. Positiv seien auch die kurzen Transportwege und der extrem verringerte Wasserverbrauch im Vergleich zur herkömmlichen Landwirtschaft.

Kritiker bemängeln allerdings den hohen Energieverbrauch durch die LED-Beleuchtung. «Diese Technik verbessert sich aber weiter und wenn wir es schaffen, Energie regenerativ zu erzeugen, haben solche Gewächshäuser eine Zukunft», so Schubert, der diese Art der Landwirtschaft allerdings nicht in Europa und vor allem nicht in Deutschland sieht: «Momentan schwimmen wir auf der Biowelle, da passen High-Tech-Gewächshäuser nicht dazu.»

In dicht besiedelten Ländern mit begrenzten Anbauflächen wie Japan oder Taiwan, die bis zu 90 Prozent ihrer Lebensmittel importieren müssen, sind sie allerdings schon längst Realität: Die Firma «Skygreens» in Singapur etwa produziert täglich bis zu einer Tonne Blattsalat, Spinat und asiatische Blattgemüse wie Kang Kong.

Ob «vertical farms» in Städten oder Gewächshäuser auf dem Mars – die Errungenschaften der Technik sollten uns eines nicht vergessen lassen: Einen Drittel aller Lebensmittel werfen wir weg. Auch herkömmlich produziertes Gemüse verdient mehr Wertschätzung.