Wenn wir auf einen anderen Planeten reisen, stehen wir vor der nächsten Herausforderung: dem Überleben. Emmanuel Mendoza begann sich in seinem letzten Highschool-Jahr in der Garage seiner Eltern mit diesem Problem auseinanderzusetzen.
„Ich habe mich schon immer für bemannte Weltraumsysteme interessiert, insbesondere dafür, wie wir wachsen oder wie Menschen langfristig in Weltraumumgebungen leben“, sagt Mendoza, ein Student der Luft- und Raumfahrttechnik an der Texas A&M University.
Dieses Interesse begann mit einem naturwissenschaftlichen Projekt in der Highschool, bei dem er testete, ob Radieschen in Marsregolith (simuliertem Marsboden) wachsen würden. Heute ist er von einer Garage in die Einrichtung des Forensic Laboratory for Investigative Entomological Sciences (FLIES) an der Texas A&M umgezogen, wo er mit Hilfe von schwarzen Soldatenfliegen mit dem Anbau von Erbsenpflanzen in simuliertem Marsboden experimentiert.
Insekten: Der beste Freund des Astronauten
Während seines ersten Studienjahres an der A&M suchte Mendoza auf der Website des Aggie Research Program nach einer Forschungsmöglichkeit für Studenten, die es ihm ermöglichen würde, seine Interessen in den Bereichen Luft- und Raumfahrttechnik und nachhaltige Landwirtschaft zu verbinden. Ein Projekt fiel ihm ins Auge. Noah Lemke, ein Doktorand an der Texas A&M, erforschte unter der Leitung des Entomologieprofessors Dr. Jeffery Tomberlin schwarze Soldatenfliegen.
„Schwarze Soldatenfliegen sind auf dem Vormarsch, da sie die Fähigkeit haben, praktisch jede organische Substanz zu zersetzen – Kot, Tierabfälle, organische Abfälle, Pflanzenstoffe – viele Dinge, die im Allgemeinen nicht nützlich sind“, sagte Mendoza.
Als Nebenprodukt der Verdauung dieser Biomasse produzieren die Larven der Schwarzen Soldatenfliege Kot, der im Wesentlichen aus Insektenabfällen besteht.
„Aufgrund der Funktionsweise ihres Darms ist es ein wirklich guter Bodenzusatz, wie Dünger für Pflanzen“, sagte Mendoza. „Ich sah das und dachte: Wenn man das für Pflanzen verwenden kann, was spricht dann dagegen, es für etwas zu verwenden, das normalerweise kein Leben unterstützt?“
Seitdem experimentiert Mendoza mit dem Wachstum von Erbsenpflanzen in Marserde und verwendet dabei unterschiedliche Mengen an Frass. Er pflanzte Erbsenpflanzen in normale und Marserde und experimentierte mit 0 % bis 100 % Frass.
Zu seiner Überraschung sprossen aus dem roten Regolith grüne Schoten.
Wurzeln schlagen in roter Erde
Bildnachweis: Texas A&M University
Mendoza fand heraus, dass ein Anteil von mehr als 50 % Fraß das Wachstum der Pflanze zerstören würde, die Zugabe von 10 % Fraß zum Marsboden jedoch die optimale Menge für das Pflanzenwachstum darstellte.
„Das zeigt uns, dass der Boden den Fraß verwertet. Es zeigt uns auch, dass die Pflanzen definitiv etwas aus dem Boden aufnehmen“, sagte er. „Es zeigt definitiv, dass der Marsregolith nicht so inaktiv ist, dass Pflanzen nicht wachsen. Es zeigt uns, dass der Marsregolith eine gewisse Funktionalität und Nützlichkeit besitzt.“
Sogar bei 0 % Fraß konnte er bei Pflanzen, die vollständig in Marserde eingetopft waren, Blüten und Schotenwachstum beobachten.
„Das war wirklich interessant. Es zeigt, dass Pflanzen extrem widerstandsfähig sind. Sie können lernen, dass Pflanzen auf dem Mars selbst unter den härtesten Bedingungen gedeihen und wachsen, und dass wir mit den Dingen, die wir bereits zur Hand haben, und den Arten, die es bereits gibt, viel erreichen können“, sagte er. „Und wir können viel tun, um diese Umgebungen günstiger zu gestalten.“
Mendoza präsentierte seine Ergebnisse auf der Konferenz der Entomological Society of America 2023 in Washington, DC
Vorausplanen
Mendoza studiert nicht nur Luft- und Raumfahrttechnik, sondern hat auch Nebenfächer in Agrarsystemmanagement und Mathematik. Er hofft, dass seine Ausbildung und die Fähigkeit, seine Interessen zu bündeln, ihn an die Spitze der nachhaltigen Landwirtschaft führen werden – für den Weltraum und für die Erde.
„Wenn wir langfristige Arbeiten in Betracht ziehen, die nicht unbedingt mit dem Weltraum zu tun haben, müssen wir zusätzliche Bodenzusätze finden, um Dinge auf der Erde anzubauen und so weiterhin eine nachhaltige Landwirtschaft zu betreiben“, sagte Mendoza.
„Wir müssen Möglichkeiten haben, Dinge in Umgebungen anzubauen, in denen wir sie bisher noch nicht angebaut haben, und ich denke, hier kommt das ins Spiel, denn der Regolith des Mars ist am härtesten. Wenn man das meistert, dann denke ich, kann man rückwärts arbeiten und gute, neuartige landwirtschaftliche Techniken für den Anbau von Dingen auf der Erde entwickeln.“
Jetzt, im zweiten Jahr seines Experimentierens, konzentriert er sich auf Bodenanalysen und Pflanzenmassenanalysen. Mit jeder Topferbsenpflanze sammelt er Daten, die die Bereiche Landwirtschaft, Entomologie und Luft- und Raumfahrttechnik berühren.
„Ich möchte mich auf die Lebenserhaltung und den lebensmittelwissenschaftlichen Aspekt der Unterstützung von Astronauten in ihrem Bereich konzentrieren. Ich möchte ein System bauen, das zeigt, dass dies in der Schwerelosigkeit möglich ist“, sagte Mendoza.
Bis er mit dem Bau dieses Systems beginnt, züchtet er weiterhin Pflanzen und sammelt Daten darüber, wie Fliegenlarven die goldene Eintrittskarte der Menschheit zum Überleben sein könnten.