Eden-ISS-Gewächshaus, Bild: DLR German Aerospace Center

Das Eden-ISS-Gewächshaus besteht aus zwei Containern, die von Bremen aus durch mehrere Klimazonen zum Zielort in der Antarktis transportiert wurden. Die mobile Testanlage nahe der Neumayer-Station III in der Antarktis steht auf einer Plattform. Bei der Inneneinrichtung vertraut das DLR-Institut für Raumfahrtsysteme auf Item-Bauteile. Bild: DLR German Aerospace Center

Frisches Obst und Gemüse für Astronauten – das ist das Ziel des Projektes Eden ISS. Geleitet vom Institut für Raumfahrtsysteme des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelte ein Konsortium dafür ein Gewächshaus mit speziellen Systemen zur Aufzucht von Pflanzen. Dieses wurde als mobile Testeinrichtung nahe der Neumayer-Station III in der Antarktis aufgebaut. Mittendrin die Item Profile inklusive Verbindungstechnik. Die stabile Konstruktion gewährleistet dauerhaft starken Halt. Selbst den langen Transport von Deutschland über Afrika bis hin zum Zielort am Südpol überstand das Regalsystem ohne Schaden. Ändern sich die Anforderungen vor Ort, ist die Konstruktion einfach und flexibel erweiterbar.

Forscher mit SystemMobil-Rahmen, Bild: DLR German Aerospace Center
Bei der Einrichtung der Container nutzen die Forscher einen SystemMobil-Rahmen U41M als Arbeitswagen. Bild: DLR German Aerospace Center

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 ein 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.

„Wir arbeiten schon seit etlichen Jahren in unserem Institut in Bremen mit Produkten von Item und haben bisher sehr gute Erfahrungen gemacht“, so einer der Projektverantwortlichen vom DLR-Institut für Raumfahrtsysteme. „Der Zusammenbau von Laboreinrichtungen ist einfach und leicht verständlich – ohne lange Anlernphasen kann praktisch jeder unserer Mitarbeiter mit dem System arbeiten.“ 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.

Item-Regalsysteme müssen stabil sein

Regalsystem,  Bild: DLR German Aerospace Center
Das Regalsystem aus Aluminiumprofilen und passenden Verbindungselementen ist beidseitig angebracht und bietet Platz für je zwei Pflanzenboxen pro Regalebene. Bild: DLR German Aerospace Center

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.“

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 ist diese Variante deutlich leichter, gleichzeitig aber sehr robust. Erreicht wird der starke Halt durch die Vorspannung in den Flanken der 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 Item-Kanalprofile mit den passenden Deckelprofilen zum Einsatz. Darin liegen die Leitungen sicher und geschützt. Darüber hinaus nutzt das DLR ein SystemMobil von Item als Arbeitswagen. Ein leichtes und stabiles Rahmengestell, kombiniert mit drei tragfähigen Tabletts und einem ergonomisch angeordneten Schiebegriff, sorgt für eine mobile Bereitstellung aller benötigten Arbeitsmittel bei der Aufzucht der Pflanzen.

Item-Systembaukasten als Lösung

Auch für den Servicebereich im benachbarten Container greifen die Forscher auf die Systembaukästen des Herstellers zurück. Dabei erwies sich als vorteilhaft, dass Item über zahlreiche Vertriebspartner in mehreren Ländern verfügt. „Der Service- und Arbeitsbereich ist eine Schnittstelle, da beispielsweise unsere Partner aus Italien und Kanada ihre eigenen Systeme beisteuerten“, so der Projektverantwortliche. „Weil die Projektbeteiligten aus den unterschiedlichen Ländern aud die selben Komponenten setzten, konnten wir die individuellen Anlagen und Komponenten vorab einfach in Bremen zusammenfügen. Das erleichterte unsere Arbeit erheblich.“ Auch sind Komponenten anderer Hersteller einfach zu integrieren. Die eigens für das Gewächshaus entwickelten Leuchten beispielsweise erhielten passende Verbindungselemente, sodass sie einfach in die Nut 6 der Item-Profile eingesetzt werden konnten. „Die Komponenten sind durchdacht bis ins kleinste Detail und aufeinander abgestimmt“, resümiert der Projektverantwortliche vom DLR-Institut für Raumfahrtsysteme. „Dabei lassen sich die Konstruktionen aufgrund der Schraubverbindungen und Kompatibilität des Systems schnell und einfach verändern.“ wk

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