Australische Wissenschaftler bereiten LEAF-Experiment für Artemis III vor: Pflanzenwachstum auf dem Mond untersuchen

Wissenschaftler australischer Universitäten, gebündelt im ARC Centre of Excellence for Plants for Space (P4S), leisten entscheidende Vorarbeit, um eine nachhaltige Pflanzenzucht auf zukünftigen Mond- und Marsbasen zu ermöglichen. Die P4S-Initiative, die unter anderem mit der NASA und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) kooperiert, verfolgt das Ziel, hochgradig effiziente, abfallfreie Anbausysteme zu entwickeln, die für Lebenserhaltungssysteme jenseits der Erde unerlässlich sind.

Das ARC Centre of Excellence for Plants for Space (P4S), das federführend vom University of Adelaide geleitet wird, ist ein auf sieben Jahre angelegtes, interdisziplinäres Forschungsvorhaben. Es vereint Expertise aus den Bereichen Systemtechnik, Pflanzenbiologie, synthetische Biologie, Lebensmittelchemie, Psychologie, Rechtswissenschaften und Pädagogik. Ein zentrales Experiment, benannt LEAF (Lunar Effects on Agricultural Flora), ist für die Mitnahme an Bord der NASA-Mission Artemis III vorgesehen. Der Start dieser Mission ist nach aktuellen Informationen frühestens für Mitte 2027 angesetzt. Dieses Experiment, auch bekannt als LEAF Beta, wird das Wachstum spezifischer Pflanzenarten wie Brassica rapa (einschließlich rot-grüner Sorten der Wisconsin Fast Plants®), Wolffia (Wasserlinsen) und Arabidopsis thaliana unter den Bedingungen der Mondumgebung untersuchen.

Der Fokus liegt primär auf der Analyse der Auswirkungen der reduzierten Schwerkraft – nur ein Sechstel der Erdanziehung – sowie der kosmischen Strahlung auf die Pflanzenphysiologie. Dies stellt die erste umfassende Untersuchung der gesamtorganismischen Effekte der Mondumgebung dar. LEAF Beta wird eine hermetisch abgeschlossene Kammer mit isolierter Atmosphäre nutzen, um die Pflanzen vor intensiver Sonneneinstrahlung, Strahlung und dem Vakuum zu schützen. Gleichzeitig werden Photosynthese und Stressreaktionen kontinuierlich überwacht. Die Forschung soll klären, wie sich biophysikalische Stressoren auf die Photosyntheseleistung und den Nährwert auswirken und welche genomischen Merkmale Widerstandsfähigkeit in Weltraumbedingungen fördern.

Die beteiligten Forscher, darunter Experten von der University of Adelaide und der La Trobe University, planen, Daten zu Wachstum und Morphologie zu sammeln. Entscheidend ist, dass nach der Rückkehr zur Erde eine detaillierte genetische und metabolische Analyse der Proben durchgeführt wird. LEAF wird somit die erste Mission sein, bei der Mondpflanzen zur eingehenden Untersuchung zurückgebracht werden. Dieses Projekt ist eingebettet in die übergeordneten Ziele von P4S, Technologien für einen langfristigen Aufenthalt auf dem Mond und für künftige Marsmissionen zu etablieren. Ein positiver Nebeneffekt soll zudem die Steigerung der Widerstandsfähigkeit der Nahrungsmittelproduktion auf der Erde sein.

Professor Matthew Gilliham, Direktor von P4S an der University of Adelaide, betont, dass die Fortschritte von P4S wesentliche Verbesserungen der Pflanzeneffizienz liefern werden, die auch auf der Erde nutzbar sind, beispielsweise im Kampf gegen Dürre und Bodenversalzung. Das P4S-Konsortium umfasst derzeit 38 Organisationen, darunter die NASA, die Australische Weltraumorganisation (ASA) und das DLR. Die Leitung des LEAF-Projekts obliegt Space Lab Technologies mit Sitz in Boulder, Colorado. Die Installation dieses wissenschaftlichen Instruments ist für die Region des südlichen Mondpols vorgesehen, was mit den Plänen der NASA übereinstimmt, Menschen im 21. Jahrhundert erneut auf die Mondoberfläche zu bringen.