Man nehme: Buntbarsche, Wasserflöhe, Bachflohkrebse, Posthornschnecken, Hornkraut und Algen. Fertig ist die Fauna und Flora für’s All, untergebracht in einem ein Kubikmeter großen Aquarium.
"Der Sinn ist zu verstehen, wie Lebenserhaltungssysteme auch im Weltraum funktionieren können."
Michael Lebert ist Projektleiter für das Aquarium OMEGAHAB am Lehrstuhl für Zellbiologie der Universität Erlangen. Bisherige Aquarien im All waren auf kurzzeitige Mitflüge bei den amerikanischen Raumfähren beschränkt. Dies ist nun das erste Mal, dass deutsche Wissenschaftler ein solches geschlossenes Ökosystem über mehrere Wochen der Schwerelosigkeit aussetzen, das Ganze in einer eigenen Raumkapsel.
"Die Fische produzieren Kohlendioxid, also atmen das aus, das gleiche Zeugs, was im Sprudel drin ist. Und die Pflanzen nehmen das auf, produzieren davon Sauerstoff, den die Fische wiederum brauchen. Wir haben auch noch zusätzlich kleine Flusskrebse drin. Die dienen als Futter für die Fische."
Und zwar sobald der Dottersack aufgebraucht ist, aus dem sich die insgesamt 40 Buntbarsche die ersten Tage nach ihrem Schlüpfen ernähren. Denn die Fische werden noch als Fischeier ins All geschossen, damit die Biologen ihre gesamte Entwicklung unter Schwerelosigkeit nachvollziehen können.
Mitten durch das Vier-Liter-Aquarium haben Wissenschaftler eine Membranwand gezogen, eine Art Filter, der nach beiden Seiten durchlässig ist. Somit handelt es sich eigentlich um zwei kleinere Aquarien. Durch den Filter gelangt beispielsweise der von den Algen produzierte Sauerstoff zu den Fischen im anderen Teil der Anlage, wie Markus Braun erläutert, der Projektmanager für das OMEGAHAB am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn.
"Es ist wichtig, die beiden Aquarien komplett voneinander zu trennen, um wirklich analysieren zu können, welche Stoffe, gehen sozusagen von einem System in das andere über, und welche Bakterien sind dadrin, um dieses geschlosssene Lebenserhaltungssystem möglichst lange aufrechterhalten zu können. Eine wesentliche Frage ist natürlich: Welchen Einfluss hat die Schwerkraft auf die Wechselwirkungen von Organismen in einem geschlossenen bio-regenerativen Lebenserhaltungssystem."
Vier Wochen lang wird das außerirdische Aquarium in 535
Kilometer Höhe die Erde umkreisen. Auch den Einfluss der Schwerelosigkeit auf das Innenohr der Fische und den Einfluss des Lichts auf die Stoffwechselprozesse wollen die Biologen in dieser Zeit untersuchen, so Michael Lebert.
"Die Alge, mit der wir arbeiten , die ist in der Lage, genauso präzise wie wir Licht und Schwerkraft wahrzunehmen. Licht ist relativ einfach zu manipulieren, sprich, man macht’s an oder man macht’s aus. Es ist allerdings immer das Problem, das wir hier die Schwerkraft mit dabei haben. Und die Schwerkraft zu manipulieren, ist hier auf der Erde praktisch nicht möglich. Deswegen machen wir die Experimente im Weltraum."
Funktioniert dieses Ökosystem im All über vier Wochen, ließen sich daraus Stoffwechselkreisläufe für bemannte Stationen im ewigen Eis, auf dem Mond oder auf dem Mars entwickeln – ohne dass der entsprechende Sauerstoff oder Wasser ständig von außen nachgeführt werden müssen. Am Ende des Experiments wird das Aquarium mitsamt seiner Landekapsel in die Erdatmosphäre eintreten,- von Fallschirmen gebremst – zurück zur Erde gleiten und im russisch-kasachischen Grenzgebiet aufsetzen.
"Einmal ist es sehr wichtig, dass wir am Landeplatz möglichst schnell an die Proben herankommen, weil wir wollen ja sehen: Welche Effekte hat die Schwerelosigkeit auf diese biologischen Proben? Und dafür ist es wichtig, möglichst schnell nach der Landung die Proben zu fixieren, weil sie ja dann eine gewisse Zeit 1 g Beschleunigung gesehen haben, also normale Erdverhältnisse."
Für 2016 plant das DLR bereits eine komplexere Folgemission mit einem umfangreicher bestückten Aquarium.
"Der Sinn ist zu verstehen, wie Lebenserhaltungssysteme auch im Weltraum funktionieren können."
Michael Lebert ist Projektleiter für das Aquarium OMEGAHAB am Lehrstuhl für Zellbiologie der Universität Erlangen. Bisherige Aquarien im All waren auf kurzzeitige Mitflüge bei den amerikanischen Raumfähren beschränkt. Dies ist nun das erste Mal, dass deutsche Wissenschaftler ein solches geschlossenes Ökosystem über mehrere Wochen der Schwerelosigkeit aussetzen, das Ganze in einer eigenen Raumkapsel.
"Die Fische produzieren Kohlendioxid, also atmen das aus, das gleiche Zeugs, was im Sprudel drin ist. Und die Pflanzen nehmen das auf, produzieren davon Sauerstoff, den die Fische wiederum brauchen. Wir haben auch noch zusätzlich kleine Flusskrebse drin. Die dienen als Futter für die Fische."
Und zwar sobald der Dottersack aufgebraucht ist, aus dem sich die insgesamt 40 Buntbarsche die ersten Tage nach ihrem Schlüpfen ernähren. Denn die Fische werden noch als Fischeier ins All geschossen, damit die Biologen ihre gesamte Entwicklung unter Schwerelosigkeit nachvollziehen können.
Mitten durch das Vier-Liter-Aquarium haben Wissenschaftler eine Membranwand gezogen, eine Art Filter, der nach beiden Seiten durchlässig ist. Somit handelt es sich eigentlich um zwei kleinere Aquarien. Durch den Filter gelangt beispielsweise der von den Algen produzierte Sauerstoff zu den Fischen im anderen Teil der Anlage, wie Markus Braun erläutert, der Projektmanager für das OMEGAHAB am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn.
"Es ist wichtig, die beiden Aquarien komplett voneinander zu trennen, um wirklich analysieren zu können, welche Stoffe, gehen sozusagen von einem System in das andere über, und welche Bakterien sind dadrin, um dieses geschlosssene Lebenserhaltungssystem möglichst lange aufrechterhalten zu können. Eine wesentliche Frage ist natürlich: Welchen Einfluss hat die Schwerkraft auf die Wechselwirkungen von Organismen in einem geschlossenen bio-regenerativen Lebenserhaltungssystem."
Vier Wochen lang wird das außerirdische Aquarium in 535
Kilometer Höhe die Erde umkreisen. Auch den Einfluss der Schwerelosigkeit auf das Innenohr der Fische und den Einfluss des Lichts auf die Stoffwechselprozesse wollen die Biologen in dieser Zeit untersuchen, so Michael Lebert.
"Die Alge, mit der wir arbeiten , die ist in der Lage, genauso präzise wie wir Licht und Schwerkraft wahrzunehmen. Licht ist relativ einfach zu manipulieren, sprich, man macht’s an oder man macht’s aus. Es ist allerdings immer das Problem, das wir hier die Schwerkraft mit dabei haben. Und die Schwerkraft zu manipulieren, ist hier auf der Erde praktisch nicht möglich. Deswegen machen wir die Experimente im Weltraum."
Funktioniert dieses Ökosystem im All über vier Wochen, ließen sich daraus Stoffwechselkreisläufe für bemannte Stationen im ewigen Eis, auf dem Mond oder auf dem Mars entwickeln – ohne dass der entsprechende Sauerstoff oder Wasser ständig von außen nachgeführt werden müssen. Am Ende des Experiments wird das Aquarium mitsamt seiner Landekapsel in die Erdatmosphäre eintreten,- von Fallschirmen gebremst – zurück zur Erde gleiten und im russisch-kasachischen Grenzgebiet aufsetzen.
"Einmal ist es sehr wichtig, dass wir am Landeplatz möglichst schnell an die Proben herankommen, weil wir wollen ja sehen: Welche Effekte hat die Schwerelosigkeit auf diese biologischen Proben? Und dafür ist es wichtig, möglichst schnell nach der Landung die Proben zu fixieren, weil sie ja dann eine gewisse Zeit 1 g Beschleunigung gesehen haben, also normale Erdverhältnisse."
Für 2016 plant das DLR bereits eine komplexere Folgemission mit einem umfangreicher bestückten Aquarium.