Die kleinste Blütenpflanze der Erde könnte in Zukunft ein nahrhaftes Nahrungsmittel für Astronauten und eine hocheffiziente Sauerstoffquelle sein. Um ihre Eignung für den Weltraum zu testen, wurden schwimmende Wassermehlklumpen – einzeln so groß wie Stecknadelköpfe – an Bord der Large Diameter Centrifuge der ESA von einem Team der Mahidol-Universität in Thailand der 20-fachen normalen Erdschwerkraft ausgesetzt.
Das LDC befindet sich im ESTEC-Technikzentrum der ESA in den Niederlanden und ist eine vierarmige Zentrifuge mit 8 m Durchmesser, die Forschern wochen- oder monatelang Zugang zu einem Hypergravitationsbereich bis zum 20-fachen der Erdgravitation ermöglicht.
Der Zugang zum LDC wurde über HyperGES arrangiert, Teil der Initiative „Zugang zum Weltraum für alle“, die von der ESA und dem Büro der Vereinten Nationen für Weltraumangelegenheiten (UNOOSA) gefördert wird.
In ihrer Höchstgeschwindigkeit rotiert die Zentrifuge mit bis zu 67 Umdrehungen pro Minute, wobei ihre sechs Gondeln an verschiedenen Stellen entlang ihrer Arme ein Gewicht von 130 kg haben und jeweils 80 kg Nutzlast aufnehmen können.
Wassermehl ist die kleinste Blütenpflanze der Erde – sogar kleiner als die bekanntere Wasserlinse. Wassermehl ist wie Wasserlinse eine Wasserpflanze, die auf thailändischen und asiatischen Gewässern schwimmt.
Tatpong Tulyananda, Leiter des Teams der Mahidol-Universität, erklärt: „Wir haben uns für Wassermehl interessiert, weil wir modellieren wollten, wie Pflanzen auf sich ändernde Schwerkraftniveaus reagieren. Da Wassermehl keine Wurzeln, Stängel oder Blätter hat, ist es im Grunde nur eine schwebende Kugel.“ auf ein Gewässer. Das bedeutet, dass wir uns direkt auf die Auswirkungen konzentrieren können, die Schwerkraftverschiebungen auf sein Wachstum und seine Entwicklung haben.
Zentrifuge mit großem Durchmesser. Bildnachweis: Europäische Weltraumorganisation
„Außerdem produziert es durch Photosynthese viel Sauerstoff. Und auch Wassermehl ist eine gute Proteinquelle, die in unserem Land schon seit langem konsumiert wird – mit Spiegelei zur Suppe oder als Teil eines Salats gegessen.“ Sie verbrauchen 100 % der Pflanze, wenn Sie sie essen, daher ist sie im Hinblick auf eine weltraumgestützte Landwirtschaft vielversprechend.“
Bisher untersuchte das Team Wassermehl mithilfe von Klinostaten, die ihre Ausrichtung des Schwerkraftvektors in Bezug auf die Probe kontinuierlich ändern, um Mikrogravitationsbedingungen zu simulieren.
„Bisher haben wir kaum oder gar keinen Unterschied zwischen dem Pflanzenwachstum bei 1 g und der simulierten Mikrogravitation festgestellt, aber wir möchten unsere Beobachtungen erweitern, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie die Pflanzen über den gesamten Bereich der Schwerkraftumgebungen reagieren und sich anpassen. Ein weiterer Vorteil von Wassermehl.“ ist, dass es sich um eine recht kurzlebige Pflanze handelt, sodass wir ihren gesamten Lebenszyklus innerhalb von fünf bis zehn Tagen untersuchen können.“
Wassermehlproben wurden in Kisten gegeben, die mit LEDs ausgestattet waren, die natürliches Sonnenlicht nachahmen. Diese Kisten wurden dann in eine Zentrifugengondel gegeben und unter Rotation bei 20 g wachsen gelassen.
„Unsere zweiwöchigen Experimente verschaffen uns insgesamt Zugang zu zwei Generationen Wassermehl“, fügt Tatpong hinzu. „Als nächstes untersuchen wir die Pflanzen direkt und überführen die Extrakte dann in eine feste Pelletform, die wir zum Studieren mit nach Hause nehmen. Anschließend können wir diese Proben einer detaillierten chemischen Analyse unterziehen, um Einblicke in das breite Spektrum der Hypergravitationsreaktion von Wassermehl zu gewinnen.“
Während der Nutzung des LDC nutzte das Team auch die Einrichtungen des Life Support & Physical Sciences Instrumentation Laboratory der ESA sowie das angrenzende Labor für Materialien und elektrische Komponenten in vollem Umfang, um seine Experimente vorzubereiten und Proben für den Heimtransport fertigzustellen.
Ein rein weibliches Team der Universidad Católica Boliviana San Pablo in Bolivien ist als nächstes an der Reihe, das LDC zu nutzen und zu testen, wie Hypergravitation das Aufbrechen menschlicher roter Blutkörperchen fördert.