Wie werden wir Nahrung im Weltraum anbauen? Das ist eine Frage, an deren Lösung Federica Brandizzi von der Michigan State University besonders interessiert war.
Brandizzi, MSU Foundation Professor am College of Natural Science und am MSU-DOE Plant Research Laboratory, wird Samen zur Artemis I-Mission schicken, um besser zu verstehen, wie man während der Raumfahrt Nahrung anbaut.
„Hier geht es wirklich darum zu verstehen, wie wir Leben außerhalb dieses Planeten aufbauen und erhalten können“, sagte Brandizzi. „Wir brauchen Pflanzen, die eine langfristige Raumfahrt über Generationen überleben können.“
Aber Pflanzen wachsen im All anders als auf der Erde. In den letzten Jahrzehnten haben Wissenschaftler daran gearbeitet, diese Veränderungen auszugleichen, indem sie ein besseres Verständnis der Pflanzenbiologie und -entwicklung außerhalb unseres Heimatplaneten erlangten.
Aus früheren Experimenten haben Wissenschaftler gelernt, dass die Raumfahrt die Bausteine von Organismen wie Aminosäuren beeinflusst, die die Keimlinge auf der Erde stark halten. Die gleichen Aminosäuren wären auch für Menschen, die die Pflanzen essen, nahrhaft.
Also hat Brandizzis Labor Samen ausgewählt, die mit diesen Aminosäuren angereichert sind, und schickt diese zusammen mit normalen Samen in den Weltraum. Dieses Experiment wird es dem MSU-Team ermöglichen zu sehen, ob die Anreicherung der Samen auf der Erde einen nachhaltigeren Weg zum Anbau gesünderer Pflanzen – und Lebensmittel – im Weltraum schaffen könnte.
„Im Weltraum gibt es so viele Variablen, so viele Dinge, die Pflanzen noch nie zuvor erlebt haben“, sagte Brandizzi. Zum Beispiel sind Pflanzen ohne die Anziehungskraft der Erde im Weltraum schwerelos. Und ohne die schützende Atmosphäre der Erde sind Pflanzen höheren Dosen kosmischer Strahlung ausgesetzt.
Das Experiment des Teams ist eines von vier, die vom Space Biology Program der NASA ausgewählt wurden, um besser zu verstehen, wie sich der Weltraum auf die terrestrische Biologie auswirkt. Nach Jahren der Vorbereitung ist die Artemis-I-Mission, die am 29. August starten soll, ein erster Schritt in Richtung des zukünftigen Ziels der Agentur, eine „langfristige menschliche Präsenz auf dem Mond“ zu etablieren.
Begleitend zu den Setzlingen der MSU an Bord der Orion-Raumsonde von Artemis wird es ein Hefeexperiment geben, das von der University of Colorado-Boulder geleitet wird, ein Pilzexperiment, das vom Naval Research Laboratory geleitet wird, und ein Experiment mit photosynthetischen Algen, das vom Institute for Medical Research, einer gemeinnützigen Forschungsgesellschaft, geleitet wird.
Dies wird auch das dritte Experiment des Brandizzi-Labors an Bord einer NASA-Mission sein.
„Ich war schon immer von der NASA fasziniert. Es ist einfach erstaunlich, was sie mit der Raumfahrt machen konnten“, sagte Brandizzi.
Die frühere Arbeit ihres Teams konzentrierte sich darauf, zu verstehen, wie Pflanzen auf die einzigartigen Belastungen des Weltraums reagierten. Die Projekte waren unterschiedlich, aber ihre Ziele beziehen sich alle darauf, eines Tages Pflanzen anzubauen, die für Missionen zum Mond und darüber hinaus geeignet sind.
Die Zusammenarbeit mit der NASA an diesen Experimenten sei ein wahr gewordener Traum und eine unglaubliche Gelegenheit, ihrem Team eine andere Art der Forschung vorzustellen, sagte Brandizzi. Im Gegensatz zu den anderen Projekten ihres Teams kann das Team das Experiment nicht spontan anpassen oder Änderungen am Experiment vornehmen, nachdem es gestartet wurde, in diesem Fall buchstäblich.
„Du bekommst nur einen Schuss, also muss alles perfekt sein“, sagte sie. „Ich habe das schon zwei Mal durchlebt, also weiß ich, dass es eine Mischung aus Emotionen sein wird. Die Vorbereitung ist intensiv, es ist anstrengend, aber es ist so lohnend.“