Quelle: DLR.

Seit 2018 steht das Gewächshaus EDEN ISS des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in der Antarktis, um für die Nahrungsmittelproduktion der Zukunft in Wüsten und kalten Regionen zu forschen sowie die Möglichkeiten frischer Ernährung unter den lebensfeindlichen Bedingungen auf Mond oder Mars. Für die Überwinterung 2021 wird nun die Pflanzenwissenschaftlerin Jess Bunchek vom Kennedy Space Center der NASA als Gastforscherin des DLR ein Jahr im ewigen Eis mit der Gemüsezucht ohne Erde und unter künstlichem Licht verbringen. Dabei ist sie Teil der Überwinterungscrew der vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) betriebenen Antarktisstation Neumayer III.

Nach monatelangem Training wird die Crew am 20. Dezember 2020 an Bord des AWI-Forschungsschiffs Polarstern von Bremerhaven aus in See stechen, um nach einer rund einmonatigen Non-Stop-Reise über den Atlantik Ende Januar die Antarktis zu erreichen. Zuvor befindet sich die Crew in Quarantäne, um COVID-19-Erkrankungen an Bord auszuschließen.

„EDEN ISS ist ein einzigartiges Projekt. Es gibt weltweit nur wenige andere Einrichtungen wie diese“, sagt NASA-Wissenschaftlerin Jess Bunchek, die derzeit für das DLR-Institut für Raumfahrtsysteme tätig ist. „Noch einzigartiger ist es aufgrund des extremen Klimas und des Überwinterungsaspekts. Diese Zusammenarbeit zwischen DLR und NASA soll dazu beitragen, den Entwurf eines zukünftigen Mond- oder Marsgewächshauses und die Anforderungen an die Unterstützung der Astronautenbesatzung mitzugestalten.“

Umfangreiche Vorbereitung
Am Bremer DLR-Institut für Raumfahrtsysteme lernte sie die nötigen Grundlagen, um das Antarktisgewächshaus in der Polarnacht nur digital verbunden mit dem Kontrollzentrum im Institut betreiben zu können. Dort werden Systemdaten sowie das Pflanzenwachstum digital überwacht und es ist zudem möglich etwa bei antarktischen Stürmen übergangsweise das Gewächshaus für wenige Tage ganz aus der Ferne zu betreiben. „Mit Jess Bunchek und der damit verbundenen Kooperation mit der NASA haben wir nun die einzigartige Chance die Forschung im EDEN ISS Gewächshaus weiterzuführen und auf ein neues Level zu bringen. Das anspruchsvolle Forschungsprogramm ist ein wichtiger Meilenstein für die zukünftige Errichtung eines Gewächshausmoduls innerhalb einer internationalen Mondstation und für die Perspektive bemannter Marsmissionen“, sagt EDEN ISS-Projektleiter Dr. Daniel Schubert. Im Rahmen der Zusammenarbeit werden in der Antarktis einige Salate und Gemüsesorten gezüchtet, die die NASA bereits auf der Internationalen Raumstation ISS auf ihre Weltraumtauglichkeit getestet hat.

Dazu bereitete sich Jess Bunchek umfangreich mit der neuen zehnköpfigen Überwinterungscrew auf die extremen Verhältnisse in der Antarktis vor, wobei sie unter anderem einen Gletscherkurs in den Alpen und einen Brandschutzkurs absolvierte. „Die Vorbereitung ist alles“, unterstreicht Bunchek. „Ich denke, was an der Station Neumayer III so interessant ist, ist unsere Vorbereitungszeit. Sie ist lang im Vergleich zu anderen Stationen, zum Teil deshalb, weil das AWI sicherstellen will, dass das Überwinterungsteam die richtige Zusammensetzung hat. Aber auch, weil wir den ganzen Winter über isoliert sein werden, müssen wir auf jede Situation vorbereitet sein.“

Corona-bedingt per Schiff auf den Südkontinent
Die Neumayer-Station III des Alfred-Wegener-Instituts wird dieses Jahr ausschließlich auf dem Seeweg versorgt. Das Forschungsschiff Polarstern bringt – wie üblich – Material und Treibstoff in die Antarktis. Corona-bedingt reisen aber diese Saison auch alle Menschen, die an der Station arbeiten, per Schiff auf den Südkontinent. Um den 20. Januar 2021 herum ist der Anlauf der Polarstern in der Atkabucht geplant. Dann können die mitfahrenden 25 Menschen an der Neumayer-Station ihre Arbeit aufnehmen: AWI-Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen warten die Observatorien für Luftchemie, Geophysik und Meteorologie und tauschen sich mit den alten und den neuen Überwinterungsteams über die Langzeitmessungen aus. Technikerinnen und Techniker kümmern sich darum, dass die Station als Infrastruktur funktionstüchtig bleibt.

EDEN ISS: Nahrungsmittelversorgung der Zukunft
Die weltweite Nahrungsmittelproduktion ist eine der zentralen gesellschaftlichen Herausforderungen im 21. Jahrhundert. Eine steigende Weltbevölkerung bei gleichzeitigen Umwälzungen durch den Klimawandel erfordern neue Wege, um Nutzpflanzen auch in klimatisch ungünstigen Regionen kultivieren zu können. Für Wüsten und Gebiete mit tiefen Temperaturen wie auch bei Weltraummissionen zu Mond und Mars ermöglicht ein geschlossenes Gewächshaus von Wetter, Sonne und Jahreszeit unabhängige Ernten sowie weniger Wasserverbrauch und den Verzicht auf Pestizide und Insektizide.

Mit dem Projekt EDEN-ISS ist solch ein Modell-Gewächshaus der Zukunft unter antarktischen Extrembedingungen in der Langzeiterprobung. In der ersten umfangreichen Überwinterungsforschungskampagne hatte das Gewächshaus in neuneinhalb Monaten insgesamt 268 Kilogramm Nahrung auf nur 12,5 Quadratmetern produziert, unter anderem 67 Kilogramm Gurken, 117 Kilogramm Salat und 50 Kilogramm Tomaten. Als Ergebnis der Forschungsarbeiten entstand ein erstes neues Gewächshaus-Konzept für die zukünftige Raumfahrtmissionen.

Für weitere Informationen lesen Sie das vollständige Interview mit Jess Bunchek, in dem sie über ihre Heimat USA, ihre Vorbereitungen in Deutschland während der Corona-Pandemie, die Weihnachtsfeiertage auf See und das kommende Abenteuer auf dem eisigsten Kontinent der Welt spricht: Interview: Antarktisreise zur Erprobung von Gewächshaustechnologien

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Ein Beitrag von Stefan Goth. Quelle: IAU, Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V..

In diesem Jahr feiert die Internationale Astronomische Union (IAU), die weltweite Vereinigung der professionellen Astronomen, unter dem Motto „100 Jahre unter einem Himmel“ ihr hundertjähriges Bestehen.
Die IAU fördert Forschung, Bildung und Wissenschaft im Bereich der Astronomie, insbesondere durch die Ausrichtung wissenschaftlicher Konferenzen. Die IAU ist außerdem für die offizielle Namensgebung von Himmelsobjekten zuständig.

Als eine von vielen Aktionen zum 100. Jubiläumsjahr dürfen IAU-Mitgliedsländer in diesem Jahr im Rahmen der Aktion NameExoWorlds je einen Exoplaneten und den Stern benennen, den dieser Planet umkreist. Die deutsche Öffentlichkeit darf den Stern HD 32518 und seinen Planeten HD 32518b im nördlichen Sternbild Giraffe benennen.

Das Exoplanetensystem HD 32518
Bei HD 32518b handelt sich um einen Exoplaneten, also um einen Planeten, der einen anderen Stern als die Sonne umkreist, nämlich den Stern HD 32518. HD 32518b ist deutlich größer als der größte Planet des Sonnensystems, Jupiter. Der Planet HD 32518 ist ein Riesen-Jupiter mit rund der dreifachen Jupiter-Masse. Er umkreist seinen Stern alle 157,5 Tage. Der Planet wurde 2009 von Michaela Döllinger (damals bei der ESO), Artie Hatzes (Landessternwarte Tautenburg, LST), Luca Pasquini (ESO), Eike Guenther (LST) und Michael Hartmann (LST) mit der sogenannten Radialgeschwindigkeitsmethode entdeckt.

Der Stern mit der Katalognummer HD 32518 ist ein roter Riesenstern im nördlichen Sternbild Giraffe. Er hat ungefähr dieselbe Masse, aber einen zehn Mal größeren Durchmesser wie die Sonne. Das unscheinbare Sternbild Giraffe (Kamelopard) liegt in der Nähe des Polarsterns. HD 32518 ist mit dem Fernglas, für sehr geübte Beobachter unter besten Bedingungen auch mit bloßem Auge sichtbar.

Um diesem Stern und seinem Begleiter „sprechende“ Namen zu geben, wurde eine eigene Website eingerichtet: 100 Jahre IAU: NameExoWorldsDer Träger der Website ist die Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V..

Namensvorschläge dürfen von Schulklassen, Kindergartengruppen und amateurastronomischen Vereinigungen (als solche tritt der gemeinnützige Verein Raumfahrer Net e.V. an) aus Deutschland gemacht werden. Jede Kindergartengruppe/Schulklasse/Vereinigung darf dabei einen Vorschlag für den Planeten und einen Vorschlag für den Stern einreichen.

Hierzu wurden im Raumcon-Forum bereits entsprechende Vorschläge gesammelt: Name gesucht für Exoplanet HD 32518b und seinen Stern; Vorschlag Raumfahrer Net?Über diese Vorschläge können die Vereins- und Forumsmitglieder noch bis zum kommenden Samstag 20.07.2019 22:53:18 Uhr abstimmen.Danach wird der Siegervorschlag bei der IAU eingereicht.

Die Vorauswahl aus allen bei der IAU eingehenden Vorschläge trifft eine Kommission bestehend aus Dr. Michaela Döllinger (Landessternwarte Tautenburg, Mitentdeckerin des Planeten), Prof. Dr. Thomas Henning (Max-Planck-Institut für Astronomie), Dr. Carolin Liefke (Vereinigung der Sternfreunde e.V.), Dr. Markus Pössel (IAU National Outreach Coordinator für Deutschland), Dr. Ruth Titz-Weider (DLR Institut für Planetenforschung, Berlin) und Prof. Dr. Joachim Wambsganß (Präsident der Astronomischen Gesellschaft). Die Kommission wählt fünf Vorschläge aus und stellt sie zur öffentlichen Abstimmung.

Abstimmen darf dann jeder der im Zeitraum vom 10. Oktober bis 10. November 2019 in Deutschland ansässig ist.

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• Name gesucht für Exoplanet HD 32518b und seinen Stern; Vorschlag Raumfahrer Net?

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Ein Beitrag von Claudia Michalecz. Quelle: ESO. Vertont von Dominik Mayer.

Mit der Hilfe des ESO Very Large Telescope Interferometer (VLTI) in Cerro Paranal, Chile, und mit dem CHARA-Interferometer am Mount Wilson, Kalifornien, entdeckte ein Team von französischen und nordamerikanischen Astronomen Hüllen um drei Sterne der Klasse Cepheid, einschließlich dem Polarstern.
Hierbei wurde zum ersten Mal Materie um Sterne einer solch bedeutenden Sternen-Klasse gefunden. Die Klasse der Cepheiden umfasst seltene, sehr helle Sterne, deren Leuchtkraft streng periodisch variiert. Diese Sterne spielen eine entscheidende Rolle in der Kosmologie und in der Messung von Entfernungen.

Der südliche Cepheid L Carinae wurde mit dem VINCI– und dem MIDI-Instrument vom VLTI untersucht, während der Polarstern und Delta Cepheis von FLUOR und von CHARA untersucht wurden. FLUOR ist der Prototyp von VINCI.

Bei den meisten Sternen, die mit dem Interferometer beobachtet wurden, ließen sich keine Abweichungen vom theoretischen, stellaren Modell feststellen. Bei diesen dreien jedoch entdeckte man eine kleine Abweichung, welche die Gegenwart einer Hülle preisgab. „Die Tatsache, dass solche Abweichungen für alle drei Sterne, welche jedoch sehr unterschiedliche Eigenschaften besitzen, gefunden wurden, scheint zu inkludieren, dass Hüllen um Cepheiden weit verbreitete Phänomene sind“, ist Pierre Kervalla überzeugt.

Die Hülle scheint 2- bis 3-mal so groß wie der Stern selbst zu sein. Obwohl diese Sterne relativ groß sind – etwa fünfzig bis zu mehreren hundert Sonnenradien – sind sie so weit voneinander entfernt, dass sie nicht von einem einzigen Teleskop aus betrachtet werden können. Tatsächlich benötigt man selbst für den größten Cepheiden am Himmel eine Auflösung von 0,003 Bogensekunden, um ihn genau studieren zu können. Astronomen müssen sich dafür auf die spezielle Technik der Interferometrie verlassen. Diese Technik kombiniert das Licht von zwei oder mehr Teleskopen und gewinnt daraus eine weit größere Auflösung als es mit einem Teleskop alleine möglich wäre. Mit dem VLTI ist es schließlich möglich, eine Auflösung von 0,001 Bogensekunden oder noch geringer zu erreichen.

„Der physikalische Prozess, welcher diese Hüllen erschaffen hat, ist immer noch ungewiss, jedoch, in Übereinstimmung mit den Geschehnissen rund um andere Sterne, ist es sehr wahrscheinlich, dass die Umgebung durch Materie, welche der Stern selbst ausgestoßen hat, erzeugt wurde“, erklärt Antonie Mérand.

Cepheiden pulsieren in einem periodischen Zeitraum von einigen, wenigen Tagen. Als Konsequenz durchlaufen sie regelmäßige große Amplitudenschwingungen, welche schnelle Bewegungen auf ihrer Scheinoberfläche (der Photosphäre) mit Geschwindigkeiten bis zu 30 km/s oder 108.000 km/h erzeugen. Während dies bestehend bleibt, könnte nun ein neuer Bezug zwischen dem Masseverlust und der Bildung der Hüllen hergestellt werden.

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