Mit Item zu frischem Gemüse in der Antarktis

Frisches Obst und Gemüse für Astronauten – das ist das Ziel des Projektes „EDEN ISS“. Das DLR-Konsortium entwickelte dafür ein Gewächshaus mit speziellen Systemen zur Aufzucht von Pflanzen. Das Forschungsprojekt in der Antarktis dient als Vorbereitung für die Nahrungsmittelkultivierung auf der Internationalen Raumstation ISS. Vierzehn internationale Organisationen, Universitäten, Forschungsinstitute und Unternehmen schlossen sich 2015 zum „EDEN ISS Konsortium“ zusammen, um das Gewächshaus für künftige planetare Expeditionen zu konzipieren und zu realisieren. Die Leitung übernahm das Institut für Raumfahrtsysteme, das seit 2007 am DLR-Standort in Bremen Konzepte für Raumfahrtmissionen entwickelt. Gemeinsam entwarfen die Projektpartner eine mobile Testanlage, die aus zwei sechs Meter langen Containern besteht. Für die Einrichtung der Container griff das Institut unter anderem auf die Item-Komponenten aus dem MB-Systembaukasten zurück. Für das Gewächshaus in der Antarktis konstruierte das Institut ein Regal aus Aluminiumprofilen und passenden Verbindungselementen mit 21 Ebenen. Jede Regalfläche bietet dabei Platz für zwei nebeneinander angeordnete Plastikboxen, in denen die Gemüse- und Obstpflanzen wachsen. „Wir kultivieren derzeit rund 200 Pflanzen“, berichtet der Projektverantwortliche vom DLR. „Bisher ernteten wir hauptsächlich Salat, Gurken und Tomaten – im Durchschnitt zwischen vier und fünf Kilogramm Gemüse pro Woche.“ Während sich in einem Container die Pflanzen befinden, wurde in dem zweiten Container ein Servicebereich für die Laborarbeit mit Versorgungssystemen und einem Arbeitsplatz eingerichtet.

Ein langer Transport durch mehrere Klimazonen

Seit dem Projektbeginn 2015 gab es verschiedene Varianten für die Aufbauten im Inneren des Containers. „Wir richteten die Container beim DLR in Bremen zu 90 Prozent ein und transportierten sie schließlich nach einer dreimonatigen Testphase zum Zielort“, erklärt der Projektleiter. „Die Container enthielten einige sensible Systeme, beispielsweise LED-Lampen, die bei einer solchen Reise durch mehrere Klimazonen mit häufigem Umverladen einem großen Risiko ausgesetzt waren. Daher stellten wir hohe Stabilitätsanforderungen an das Regalsystem.“ Die Profile und Verbindungen ermöglichten dabei dauerhaft feste und stabile Konstruktionen. So kamen Messsysteme und andere technische Einrichtungen nach dem langen Transport von Bremen über Kapstadt bis in die Antarktis sicher am Zielort im Eis an und blieben unbeschädigt. Die beiden Container wurden im Januar 2018 ungefähr 400 Meter südlich der Neumayer-Station III auf einer wettersicheren Plattform montiert und miteinander verbunden.

Eingesetzte Bauteile sorgen für maximale Stabilität

Das Regalsystem ist beidseitig im Container angebracht und besteht hauptsächlich aus Aluminiumprofilen der Baureihe 6 sowie entsprechenden Automatik-Verbindungs- und -Winkelsätzen. Im Vergleich zu geschweißten Systemen sei diese Variante leichter, gleichzeitig aber sehr robust. Erreicht wird der starke Halt durch die Vorspannung in den Flanken der Item-Aluminiumprofile, die bei der Verschraubung der Profilverbindungen erzeugt wird. So bietet die langlebige Konstruktion für die Dauer des Einsatzes eine zuverlässige Stabilität. Die eloxierten Oberflächen oxidieren nicht und sind leicht zu reinigen. Zur Verlegung von Kabeln und Schläuchen kommen Kanalprofile mit passenden Deckelprofilen zum Einsatz. Darüber hinaus nutzt das DLR ein „Item-System Mobil“ als Arbeitswagen. Ein leichtes und stabiles Rahmengestell, kombiniert mit drei tragfähigen Tablets und einem ergonomisch angeordneten Schiebegriff, sorgt für eine mobile Bereitstellung aller benötigten Arbeitsmittel bei der Aufzucht der Pflanzen. Dabei lässt sich der robuste Transportwagen auch im beladenen Zustand kippsicher bewegen.