Das Verständnis der Auswirkungen der Schwerkraft auf das Wahstum von Pflanzen ist für die Vorbereitung auf die Erforschung des Menschen jenseits der erdnahen Umlaufbahn von entscheidender Bedeutung. Die Fähigkeit, während der Raumfahrt hochenergetische, massearme Nahrungsquellen zu erzeugen, wird es ermöglichen, die Gesundheit der Besatzung während Langzeitmissionen zu erhalten und gleichzeitig die für Langstreckenflüge erforderlichen Ressourcen zu reduzieren.

Die Untersuchung Advanced Astroculture™ (ADVASC) unter der Leitung von Dr. Weijia Zhou, ehemals Wisconsin Center for Space Automation and Robotics, University of Wisconsin-Madison, erforschte die Vorteile der Nutzung der Mikrogravitation zur Schaffung maßgeschneiderter Nutzpflanzen, die dem unwirtlichen Klima des Weltraums standhalten, der Pest widerstehen können und weniger Volumen zum Wachsen benötigen.

ADVASC wurde während mehrerer ISS-Expeditionen durchgeführt, bei denen zwei Generationen von Arabidopsis thaliana (d.h. eine schnell wachsende, blühende Pflanze aus der Familie der Senfpflanzen, die auf vielen Weltraummissionen angebaut wurde) und Sojapflanzen von Saatgut zu Saatgut im Weltraum unter Verwendung der ADVASC-Nutzlast – einer autonom betriebenen Pflanzenwachstumseinheit – gezüchtet wurden. Die Fähigkeit, Pflanzen über mehrere Generationen hinweg aus Samen zu züchten, hat sich im Weltraum als eine Herausforderung erwiesen und ist entscheidend für die Entwicklung von Hardware und Betriebskonzepten, um menschliche Forscher über die erdnahe Umlaufbahn hinaus zu bringen.

Das ADVASC-Hardwaredesign dient nicht nur als einzigartige Pflanzenwachstumskammer, sondern hat auch zur nationalen Sicherheit, zu Arzneimitteln zur Krebsbekämpfung und zu Lehrmitteln für Studenten beigetragen. ADVASCs neuartiger Luftwäscher wurde entwickelt, um Ethylen aus der Kammeratmosphäre zu entfernen und die Lebensdauer der Produkte zu erhöhen. Ethylen – ein natürlich vorkommendes, geruchloses, farbloses Gas, das von Pflanzen abgegeben wird – beschleunigt die Reifung von Früchten und die Alterung von Blumen und fördert so den Verfall. In einer geschlossenen Wachstumsumgebung wie einem Raumschiff oder einem Gewächshaus an Land baut sich Ethylen schnell auf. Infolgedessen reifen die Pflanzen zu schnell. Die Entfernung von Ethylen ist daher wichtig für die Erhaltung von Nutzpflanzen nicht nur im Weltraum, sondern auch auf der Erde, wo Lebensmittelhändler und Floristen an einer längeren Haltbarkeit der Produkte interessiert sind.

Die Ethylen-Reduktionsvorrichtung, auch Ethylen-“Wäscher” genannt, saugt Luft durch Rohre, die mit dünnen Schichten von Titandioxid beschichtet sind. Das Innere der Röhren wird mit ultraviolettem Licht bestrahlt, das eine einfache chemische Reaktion auslöst, die das Ethylen in Spuren von Wasser und Kohlendioxid umwandelt, die beide eigentlich gut für Pflanzen sind.

KES Science & Technology Inc. mit Sitz in Georgia, ein Unternehmen, das auf die Erhaltung verderblicher Lebensmittel spezialisiert ist, hat die Ethylen-Schrubb-Technologie von der Universität von Wisconsin lizenziert. KES ist eine Partnerschaft mit Akida Holdings aus Jacksonville, Florida, eingegangen, die die von der NASA entwickelte Technologie nun als Airocide vermarktet. Nach Angaben des Unternehmens ist Airocide der einzige Luftreiniger, der luftübertragene Bakterien, Schimmel, Pilze, Mykotoxine, Viren, flüchtige organische Verbindungen wie Ethylen und Gerüche vollständig vernichtet. Das Gerät hat keine Filter, die ausgetauscht werden müssen, und produziert keine schädlichen Nebenprodukte, wie das von einigen Filtersystemen erzeugte Ozon.

Zu den Kunden für die Lebensmittelkonservierung gehören Supermärkte, Warenverteilungseinrichtungen, Lebensmittelverarbeitungsbetriebe, Weinkellereien, Brennereien, Restaurants und große Blumenläden. Reeves Floral, ein Airocid-Anwender, berichtete über eine 92%ige Reduzierung der Schimmelpilzbelastung in der Luft und einen 58%igen Rückgang der Bakterienkonzentration in der Luft nach nur 24 Stunden Betrieb in seinem Blumenlager. Diese Einheiten in begehbaren Kühlern können die Frische der Produkte während der Lagerung und des Transports bewahren, die Sicherheit in den Bereichen der Lebensmittelzubereitung erhöhen, bakterielle Verunreinigungen in Blumen abtöten und vor Verderb und Verunreinigungen schützen.

Einheiten wurden auch in Indien und im Golf-Kooperationsrat eingesetzt, zu dem die Länder Bahrain, Kuwait, Katar, Oman, Saudi-Arabien und die Vereinigten Arabischen Emirate gehören. In diesen Gebieten, in denen Kühllastwagen Lebensmittel vom ländlichen Ackerland in meilenweit entfernte Städte transportieren, bewahrt die Einheit die Frische und verhindert den Verderb von Lebensmitteln.

Die Einheiten arbeiten auch in Arztpraxen, Operationssälen, Neugeborenenstationen und Wartebereichen, einem oft übersehenen Ort, der von Keimen und Bakterien wie der Atemwegsinfluenza oder dem Mykobakterium Tuberkulose überfüllt ist und von Menschen mit geschwächtem Immunsystem aufgesucht wird. Die Einheiten machten die Operationssäle für alle Bewohner sicherer, indem sie schädliche Bakterien wie Methicillin-resistente Staphylococcus aureus und Vancomycin-resistente Enterokokken sowie die Pilze Penicillium und Aspergillus entfernten. Neben der Eliminierung praktisch aller bekannten luftübertragenen Keime und Krankheiten reduziert die Technologie auch die Belastung von hocheffizienten Partikelfiltern und Laminar-Flow-Umgebungen.

Zu den Anpassungen für den Einsatz in alltäglichen Lebensumgebungen gehört die Eliminierung von Schimmel, Mehltau, Keimen und unerwünschten Gerüchen in Hotelzimmern und Büros, wo Krankheiten, die durch luftübertragene Organismen verursacht werden, die Produktivität senken können. Airocide bietet sogar eine Verbraucherlinie an, die die gleiche Technologie, die auf der Raumstation verwendet wird, auch in Wohnungen zur Verfügung stellt, um Bakterien zu eliminieren.

Quelle/Sender: NASA