In der Frühzeit der Raumfahrt konzentrierten sich alle Anstrengungen der Ingenieure und Techniker darauf, die Raketen und Raumsonden überhaupt ins All und zu ihren Zielen zu bringen. Nachdem inzwischen die nahen Ziele wie Orbit und Mond erreicht sind, und Space Shuttle Flüge fast schon zum Alltag gehören, steht die Raumfahrttechnik nun einer zweiten großen Herausforderung gegenüber: der Dauerversorgung von Astronauten im All.

Wohnraum der russischen Raumstation Mir © NASA

Auf den relativ kurzen Flügen zum Mond und auch in den bisherigen Raumstationen beruhten alle Versorgungssysteme mehr oder weniger auf dem Wegwerfprinzip: Sauerstoff und Wasser wurden in Tanks mitgeführt, ein ausreichender Vorrat an Astronautennahrung sorgte für abwechslungsreiche Menüs an Bord, Batterien oder Brennstoffzellen lieferten die nötige Energie. Anfallender Abfall wurde ins All abgegeben oder in Tanks gelagert, das Kohlendioxid der verbrauchten Atemluft auf rein chemischen Wege durch Lithiumwasserstoff absorbiert.

Bei Langstreckenflügen wie zum Mars oder gar bei Daueraufenthalten im All stößt dieses bewährte System allerdings an seine Grenzen. Bedingt durch den begrenzten Platz können nicht mehr alle Vorräte einfach mitgenommen werden. Diese müssen entweder aus den Abfallprodukten wiedergewonnen oder aus im All vorhandenen Stoffen neu synthetisiert werden.

Dass keines der bisher gängigen physikalisch- chemischen Systeme eine solche Unabhängigkeit von irdischen Quellen erreichen kann, war der Wissenschaft sehr bald klar. Auch, dass ein funktionierendes geschlossenes System auf biologischen Prozessen beruhen muss, war bekannt. Das Vorbild für ein selbsterhaltendes System hatte man schließlich unmittelbar vor Augen - die Erde selbst.

Aber wie läßt sich ein so komplexes Netz aus Interaktionen ins All übertragen? Welche Bestandteile sind entscheidend, welche entbehrlich oder gar schädlich? Diese konkreten Fragen sind bis heute noch nicht vollständig gelöst.

Klar ist bisher nur, dass in jedem Falle Pflanzen die Basis für ein selbsterhaltendes Versorgungssystem sein müssen. Einerseits produzieren sie sowohl Sauerstoff als auch Biomasse und damit potenzielle Nahrung für die Astronauten. Andererseits sind sie in der Lage, Kohlendioxid und einige Schadstoffe aus der Luft zu filtern, Wasser zu reinigen und die meisten organischen Abfälle abzubauen. Welche Pflanzen für diese Aufgaben am besten geeignet sind, ist zur Zeit Gegenstand zahlreicher Experimente und Laborversuche der verschiedensten Universitäten und Forschungseinrichtungen.