An Bord eines Startfahrzeugs der National Aeronautics and Space Administration von der Cape Canaveral Space Force Station in Florida wird Anfang August ein Experiment durchgeführt, das mehr darüber in Erfahrung bringen soll, wie Pflanzen im Weltraum wachsen.
Ein auf einer Falcon-9-Rakete von SpaceX montiertes Raumschiff vom Typ Northrop Grumman Cygnus wird die Pflanzen zum Orbitallabor transportieren, wo sich Astronauten um sie kümmern, bevor sie zur Erde zurückgebracht werden.
Das von Wissenschaftlern des Pacific Northwest National Laboratory des Energieministeriums entwickelte Experiment soll untersuchen, wie zwei verschiedene Grasarten auf der Raumstation wachsen. Ein PNNL-Team unter der Leitung des Biologen Pubudu Handakumbura hat das Experiment entwickelt und wird die Ergebnisse aus dem Weltraum mit identischen Pflanzen vergleichen, die im Kennedy Space Center gezüchtet werden.
Die Studie konzentriert sich auf die Photosynthese – wie Pflanzen Licht aufnehmen und es dann zum Wachsen nutzen, wobei sie im Laufe des Prozesses Kohlendioxid in Zucker und Sauerstoff umwandeln. Die beiden untersuchten Grasarten, Brachypodium distachyon und Setaria viridis, verwenden unterschiedliche Mechanismen zur Kohlendioxidkonzentration. Handakumburas Team wird die beiden Methoden in einer Umgebung mit Mikrogravitation vergleichen.
Während die meisten Pflanzen auf der Erde einen als C3 bezeichneten Mechanismus zur Kohlenstoffkonzentration verwenden, gibt es Hinweise darauf, dass eine als C4 bezeichnete Methode für das Pflanzenwachstum im Weltraum vielversprechender ist.
„Wie werden die Pflanzen in einer Umgebung mit Mikrogravitation reagieren?“, fragte Handakumbura. „Pflanzen strecken ihre Wurzeln aufgrund der Schwerkraft natürlich nach unten. Aber wie werden sie in der Mikrogravitation wachsen? Dies ist wichtig für die zukünftige Erforschung des Weltraums, für den Anbau von Nahrungsmitteln und die Erhaltung von Leben.“
Das Team wird drei identische Pflanzengruppen 32 Tage lang beim Wachsen beobachten – zwei Gruppen im Kennedy Space Center und eine Gruppe auf der Raumstation. Insgesamt umfasst das Experiment 288 Pflanzen.
Auf der Raumstation werden sich Astronauten um die Pflanzen kümmern und aufzeichnen, wie effizient sie Photosynthese betreiben. Nachdem die Pflanzen bei einer weiteren Mission zur Erde zurückgebracht wurden, werden sie zum PNNL geschickt, wo Handakumburas Team mehrere Monate damit verbringen wird, die dort stattgefundene molekulare Aktivität zu analysieren.
Die Experimente zur Messung von Proteinen, Metaboliten und anderen Molekülen werden im Environmental Molecular Sciences Laboratory durchgeführt, einer Nutzereinrichtung des DOE Office of Science.
Handakumburas Experiment heißt Advanced Plant Experiment-09 oder APEX-09Die PNNL-Kollegen Chaevien Clendinen, Summer Duckworth, Kim Hixson, Madeline Southworth und Kylee Tate arbeiten ebenfalls an dem Projekt.
Handakumbura wird vor Ort sein und den Start des Experiments ins All verfolgen, dessen Vorbereitung drei Jahre gedauert hat. Es ist Teil der 21. Commercial Resupply Services Mission von Northrop Grumman.
„Ich freue mich auf die Erkenntnisse, die wir durch die teamorientierte Forschung, die wir mit APEX 09 durchführen, gewinnen werden“, sagte Handakumbura. „Und ich freue mich darauf, zur Grundlagenforschung beizutragen, die zukünftige Anlagensystemdesigns prägen wird.“