{"id":2429,"date":"2020-04-30T20:30:48","date_gmt":"2020-04-30T18:30:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/?p=2429"},"modified":"2021-09-10T17:28:02","modified_gmt":"2021-09-10T15:28:02","slug":"was-essen-astronauten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/was-essen-astronauten\/","title":{"rendered":"Was essen Astronauten?"},"content":{"rendered":"

Die richtige Ern\u00e4hrung ist ein entscheidender Faktor bei Missionen im Weltraum. Doch was essen Astronauten? Schmeckt das Essen in den Weiten des Weltalls \u00fcberhaupt? W\u00e4re Astronautennahrung auch f\u00fcr die Erde eine Option? Antworten auf diese Fragen liefern die bESSERwisser.<\/strong><\/p>\n

Vom ersten Satelliten zur bemannten Raumfahrt<\/h2>\n

Reisen und Transporte im Weltraum gibt es bereits seit Beginn des 20. Jahrhunderts. Schon in den 1930er-Jahren wurden erste Raketen erfolgreich getestet. 1957 wurde von Russland mit Sputnik 1 der erste k\u00fcnstliche Erdsatellit in die Erdumlaufbahn geschossen. Im selben Jahr trat mit der H\u00fcndin Laika dann auch das erste Lebewesen im russischen Forschungssatelliten Sputnik 2 in die Erdumlaufbahn ein.<\/p>\n

Die bemannte Raumfahrt startete 1961, als der sowjetische Kosmonaut Juri Gagarin mit einem Raumschiff als erster Mensch die Erde umkreiste. 1962 brachten die USA John Glenn als ersten US-Amerikaner sicher in den Orbit und auch wieder zur\u00fcck. Im Jahr 1969 schlie\u00dflich landete Neil Armstrong mit dem amerikanischen Raumschiff Apollo 11 auf dem Mond und setzte als erster Mensch einen Fu\u00df auf dessen Oberfl\u00e4che. Eine Reihe weiterer Missionen zum Mond folgten. Der letzte bemannte Flug zum Mond fand 1972 statt, danach verlie\u00df kein Mensch mehr die unmittelbare N\u00e4he der Erde. Danach verlagerte sich der Schwerpunkt der bemannten Raumfahrt hin zur Entwicklung von wieder verwendbaren Transportsystemen und Raumstationen. Der Einsatz von Space Shuttles erm\u00f6glichte den Aufbau der Internationalen Raumstation (ISS), die seit dem Jahr 2000 permanent bemannt ist.<\/p>\n

Essen im All<\/h2>\n

F\u00fcr die Besatzung von Raumf\u00e4hren und Raumstationen stehen Schwerelosigkeit und Enge an der Tagesordnung. Es gibt prinzipiell wenig Platz und damit auch wenig Aufbewahrungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr Nahrungsmittel. Wasser ist limitiert, und die Crew hat wenig Zeit und M\u00f6glichkeiten, um sich Essen zuzubereiten. Somit ist auch die Auswahl bei Astronautennahrung beschr\u00e4nkt: Haltbare Einzelportionen von Produkten in ihrer nat\u00fcrlichen oder konservierten Form stehen im Weltraum am Speiseplan.<\/p>\n

Die H\u00e4ufigkeit der Mahlzeiten ist im Weltraum \u00e4hnlich wie auf der Erde, und auch Astronauten essen drei Mahlzeiten am Tag: Fr\u00fchst\u00fcck, Mittagessen und Abendessen. Dabei k\u00f6nnen sie sich rund zwanzig Prozent ihres Essens und Trinkens aussuchen, w\u00e4hrend die restlichen achtzig Prozent vorgegeben sind. So soll eine ausreichende N\u00e4hrstoffversorgung zu gew\u00e4hrleistet werden. Mehrere Male j\u00e4hrlich stehen frische Fr\u00fcchte und Gem\u00fcse sowie semi-haltbare Produkte am Speiseplan – n\u00e4mlich dann, wenn Raumstationen von der Erde beliefert werden. Diese Lieferungen stellen nicht nur kulinarisch, sondern auch psychologisch einen gro\u00dfen Nutzen f\u00fcr die Raumfahrer dar.<\/p>\n

Wichtigstes Kriterium: platzsparend<\/h2>\n

Bei Astronautennahrung ist vor allem die Platzfrage vorrangig: Essen darf nur so wenig Platz wie m\u00f6glich einnehmen. Dies wird bei zuk\u00fcnftigen Missionen zu weiter entfernten Zielen noch wichtiger werden.<\/p>\n

Zu Beginn der Astronautennahrung in den 1960er-Jahren wurde diese noch in kleinen, gepressten W\u00fcrfeln eingenommen. Protein, Fett und Vitamine waren die Hauptbestandteile. H\u00e4ufig konsumierten die Astronauten auch Fl\u00fcssignahrung wie sterilisiertes Apfelmus durch Strohhalme. Sp\u00e4ter wurde Nahrung in Tuben verpackt. So bestand das erste Drei-G\u00e4nge-Men\u00fc im Weltraum aus drei Tuben – einer mit p\u00fcrierter Gem\u00fcsesuppe, einer mit Leberpastete und einer mit Johannisbeersaft.<\/p>\n

Heute wird Astronautennahrung so platzsparend wie m\u00f6glich f\u00fcr den Weltraum zubereitet. Sie wird auf der Erde gefriergetrocknet, sterilisiert und in flache, spezielle Dosen oder Klarsichtfolien verpackt. Dazu wird die Mahlzeit, die aus etwa 100 Komponenten besteht, erst im Autoklaven gegart. Dieser erm\u00f6glicht es, das Essen unter Druck pr\u00e4zise auf die gew\u00fcnschte Temperatur zu erhitzen und danach wieder abzuk\u00fchlen. So werden Gefl\u00fcgel und Gem\u00fcse zum Beispiel unter zehn Grad verarbeitet, bei Temperaturen zwischen 63 und 80 Grad gegart und bei 117 Grad sterilisiert. Die ESA schreibt ein ungek\u00fchltes Mindesthaltbarkeitsdatum von zwei Jahren f\u00fcr Astronautennahrung vor. Manche Speisen mischen die Astronauten mit Wasser zu einem homogenen Brei. Zum Erw\u00e4rmen werden Dosen zwischen zwei W\u00e4rmeplatten erhitzt. Die Auswahl ist f\u00fcr Astronauten heute schon relativ gro\u00df: Bei der NASA beispielsweise gibt es f\u00fcr Weltraummen\u00fcs 74 Speisen und 20 Getr\u00e4nke zur Auswahl.<\/p>\n

Anspr\u00fcche an Astronautennahrung<\/h2>\n

Astronautennahrung muss folgende Kriterien erf\u00fcllen: Sie sollte m\u00f6glichst wenig Platz einnehmen, gleichzeitig jedoch hoch konzentrierte N\u00e4hrstoffe liefern, um Mangelerscheinungen der Weltraumreisenden zu vermeiden. Die ideale N\u00e4hrstoffdichte von Astronautenessen sollte idealerweise 2,4 Kilokalorien (kcal) pro Milliliter betragen, womit der durchschnittliche Tagesbedarf eines Menschen von 2000 Kilokalorien mit rund 830 Millilitern gedeckt werden kann. Fl\u00fcssignahrung ist daher eine gute Option. Die Nahrung sollte au\u00dferdem kalziumreich sein und viel Vitamin D enthalten. Dies soll Muskelschwund und Knochenabbau entgegenwirken, da in der Schwerelosigkeit Muskeln und Knochen schneller abgebaut werden.<\/p>\n

Bei der Essensplanung f\u00fcrs All muss auch noch die Schwerelosigkeit ber\u00fccksichtigt werden. So etwa k\u00f6nnten sogar Brotkrumen gef\u00e4hrlich werden: Winzige Brotst\u00fcckchen k\u00f6nnten umherschweben und in den L\u00fcftungsschlitzen oder Filtern des Raumschiffs oder in Augen, Mund oder Nase der Astronauten landen. Als gute Brotalternative haben sich hier Tortillas etabliert, da sie nicht br\u00f6ckeln und keine kleinen St\u00fcckchen erzeugen.<\/p>\n

Genuss im Weltraum?<\/h2>\n

All die Anforderungen an das Weltraumessen sollten idealerweise keine Geschmackseinbu\u00dfen mit sich bringen – eine schwierige Aufgabe. Denn Weltraumessen sieht nicht nur unappetitlich aus, es schmeckt auch nicht sonderlich gut. Mit ein Grund daf\u00fcr ist die Tatsache, dass in 400 Kilometern H\u00f6he der Geschmackssinn nicht so wie auf der Erde funktioniert. Was f\u00fcr uns auf der Erde total versalzen schmecken w\u00fcrde, w\u00e4re im Weltall gerade richtig. In luftiger H\u00f6he schmeckt alles eint\u00f6nig und fad, und gerne w\u00fcrden die Astronauten mit Salz den Geschmack verbessern. Da Salz allerdings wieder Knochenschwund beg\u00fcnstigen w\u00fcrde, ist das nicht m\u00f6glich. Um den Astronauten trotzdem genussvolles Essen zu erm\u00f6glichen, gibt es mittlerweile eigens ausgebildete K\u00f6che von der NASA, die alle Bedingungen und Gesundheitsvorschriften ber\u00fccksichtigen und trotzdem Essen kreieren, das im All schmecken soll. So etwa sollen viele Kr\u00e4uter das Essen schmackhafter machen. Ketchup, Senf oder Mayonnaise werden in fl\u00fcssiger Form mitgenommen, und auch Pfeffer z\u00e4hlt zur Essens-Ausstattung f\u00fcrs All. Zus\u00e4tzlich gibt es Snacks und N\u00fcsse. S\u00e4fte, Tee und Kaffee werden in pulverisierter Form mitgef\u00fchrt, von den Astronauten mit Wasser gemischt und dann mit Strohhalmen geschl\u00fcrft.<\/p>\n

Weltraumessen ist \u00fcbrigens teurer als jedes Luxusessen auf der Erde: Ein Kilo Proviant f\u00fcrs All kommt auf etwa 20 000 Euro. Abf\u00e4lle werden nach dem Essen im Weltraum in speziellen Beh\u00e4ltern ins All geschickt und vergl\u00fchen dann in der Erdatmosph\u00e4re.<\/p>\n

Astronautennahrung auf der Erde<\/h2>\n

Gefriertrocknung kommt auch h\u00e4ufig f\u00fcr Nahrung auf der Erde zum Einsatz. L\u00f6sliches Kaffee-Granulat, Fr\u00fcchte im M\u00fcsli, Kr\u00e4uter und Gew\u00fcrze sowie Instantgetr\u00e4nke werden getrocknet und gefroren. Dadurch erh\u00f6ht sich die Haltbarkeit, Geschmack und Inhaltsstoffe gehen aber nicht verloren.<\/p>\n

In der Medizin findet das Prinzip der Astronautennahrung ebenfalls Anwendung: Fl\u00fcssige, kalorienreiche Nahrung dient \u00e4lteren Menschen als Aufbaunahrung oder wird im Krankenhaus verabreicht, um Patienten wieder aufzup\u00e4ppeln. Bergsteiger k\u00f6nnen ebenso von dieser Nahrung profitieren wie Sportler, die Muskelaufbau f\u00f6rdern m\u00f6chten, da bestimmte Inhaltsstoffe gezielt hoch konzentriert zugef\u00fchrt werden k\u00f6nnen. Hersteller bieten neben der fl\u00fcssigen Form auch eine Pulvervariante an.<\/p>\n

Nahrung f\u00fcr die Reise zum Mars<\/h2>\n

F\u00fcr die Zukunft hat die Weltraumforschung gro\u00dfe Ziele: Die National Aeronautics and Space Administration (NASA) plant, noch in dieser Dekade die erste Frau auf den Mond zu schicken, und im Jahr 2030 sollen die ersten Menschen die Reise zum Mars antreten. Auch Elon Musk vom privaten Unternehmen SpaceX hat \u00e4hnliche Ambitionen und verfolgt den ehrgeizigen Plan, schon 2024 Menschen zum Mars zu bringen. Ist die Distanz der Erde zum Mond mit 384.400 Kilometern f\u00fcr die Raumfahrt noch \u00fcberschaubar, nimmt eine Reise zum Mars schon andere Dimensionen an: Alle zwei Jahre kommen sich Erde und Mars auf ihren Bahnen besonders nahe, und alle 16 Jahre sind sie sich am n\u00e4chsten \u2013 und sind dann „nur“ rund 56 Millionen Kilometer voneinander entfernt. Bei Mondmissionen waren Weltraumfahrer durchschnittlich ein bis zwei Wochen unterwegs. Bei Sch\u00e4tzungen der Dauer des ersten Fluges von der Erde zum Mars gehen die Meinungen auseinander: Von rund einem Jahr ist hier ebenso die Rede wie von 80 Tagen.<\/p>\n

Da bei Missionen mit l\u00e4ngeren Distanzen von der Erde kein Nachschub geliefert werden kann, stellen diese Pl\u00e4ne die Raumfahrt vor eine gro\u00dfe Herausforderung: Schlie\u00dflich muss w\u00e4hrend eines Fluges die ausreichende Versorgung der Astronauten mit Essen und den wichtigsten N\u00e4hrstoffen gew\u00e4hrleistet sein. Astronautennahrung kann ein entscheidender Faktor f\u00fcr den Erfolg oder Misserfolg einer Mission sein [1]. F\u00fcr eine Mission zum Mars w\u00e4ren wir aus heutiger Sicht ern\u00e4hrungstechnisch noch nicht bereit, und es m\u00fcssten noch andere L\u00f6sungen f\u00fcr eine gesicherte Nahrungsversorgung geschaffen werden. Die Raumfahrer m\u00fcssten etwa teilweise zu Selbstversorgern werden.<\/p>\n

Das Mitf\u00fchren von Speisefischen in einem Raumschiff-Aquarium w\u00e4re hier beispielsweise denkbar. Allerdings ben\u00f6tigen die Fische wiederum Futter, es m\u00fcsste also eine kleine Nahrungskette – sozusagen ein Mini-\u00d6kosystem – aufgebaut werden. Es k\u00f6nnte auch die Photosynthese von Pflanzen genutzt werden, der Anbau von Algen funktioniert beispielsweise schon. Das Problem liegt hier allerdings beim Geschmack, da eine Ern\u00e4hrung mit Algenbrei auf Dauer macht keine Freude macht. An Bord der ISS konnte auch Zwergweizen bereits gez\u00fcchtet werden. Die Pflanzen wachsen aufgrund der fehlenden Schwerkraft h\u00f6her als auf der Erde. Die fehlende Schwerkraft ist allerdings auch problematisch, denn die Pflanzen wissen nicht, wo oben und wo unten ist. Ans\u00e4tze zur Probleml\u00f6sung gibt es hier bereits: K\u00fcnstliches Licht von oben k\u00f6nnte die fehlende Erdanziehung vort\u00e4uschen. Alternativ k\u00f6nnte durch den Einsatz einer Zentrifuge die Schwerkraft imitiert werden.<\/p>\n

Es bedarf allerdings in Zukunft noch einiger Versuche und Experimente dazu. Diese k\u00f6nnten gleichzeitig eine neue Grundlage f\u00fcr die zuk\u00fcnftige Ern\u00e4hrung der Erdbev\u00f6lkerung liefern: Vielleicht k\u00f6nnen essbare Pflanzen auch au\u00dferhalb der Erde f\u00fcr die Menschheit kultiviert werden?<\/p>\n

Fazit<\/h1>\n

Nahrung f\u00fcr Astronauten stellt f\u00fcr aktuelle Missionen kein Problem dar. Sie ist kulinarisch schon auf einem hohen Level, ihre Herstellung ist allerdings sehr aufw\u00e4ndig. F\u00fcr lange Missionen m\u00fcssen noch Selbstversorgungsm\u00f6glichkeiten der Astronauten an Bord entwickelt werden. Diese k\u00f6nnten zuk\u00fcnftig vielleicht bei Nahrungsknappheit auch zur Produktion von Lebensmitteln au\u00dferhalb der Erde genutzt werden.<\/p>\n

Quellen<\/strong><\/p>\n

[1] Douglas GL, Zwart SR and Smith SM: Space Food for Thought: Challenges and Considerations for Food and Nutrition on Exploration Missions (2020). J Nutr. 2020 Sep 1;150(9):2242-2244.<\/p>\n

[2] Perchonok M. and Bourland C.: NASA food systems: past, present, and future (2002). Nutrition . 2002 Oct;18(10):913-20. doi: 10.1016\/s0899-9007(02)00910-3.<\/p>\n

[3] Bourland C: Advances in food systems for space flight(1998). Life Support Biosph Sci. 1998;5(1):71-7. Life Support Biosph Sci<\/p>\n

[4] Fu B. and Nelson P.: Conditions and constraints of food processing in space (1994). Food Technol. 1994 Sep;48(9):113-22, 127, 204.<\/p>\n

[5]Zasypkin D. and Lee T.: Food processing on a space station: feasibility and opportunities (1999). Life Support Biosph Sci. 1999;6(1):39-52.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Die richtige Ern\u00e4hrung ist ein entscheidender Faktor bei Missionen im Weltraum. Doch was essen Astronauten? Schmeckt das Essen in den Weiten des Weltalls \u00fcberhaupt? W\u00e4re Astronautennahrung auch f\u00fcr die Erde eine Option? Antworten auf diese Fragen liefern die bESSERwisser. Vom ersten Satelliten zur bemannten Raumfahrt Reisen und Transporte im Weltraum gibt es bereits seit Beginn […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":2437,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[31],"tags":[303,302,305,214,136,376,304,378,374,377,375,306,307],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2429"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2429"}],"version-history":[{"count":25,"href":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2429\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2719,"href":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2429\/revisions\/2719"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2437"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2429"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2429"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2429"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}