Raumcon
Raumfahrt => Konzepte und Perspektiven: Raumfahrt => Thema gestartet von: Berliner am 18. Juli 2010, 18:49:19
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In der Science Fiction wird oft geschildert, dass in Raumschiffen Atemluft über sog. "hydroponische Tanks" erzeugt wird. In diesen Tanks befinden sich Algen, die über die natürliche Photosynthese das CO2 aus der Atemluft entfernen, und Sauerstoff produzieren.
Warum wird ein ähnliches System nicht einmal auf der ISS getestet ? Anstatt immer nur störanfällige und wartungsintensive elektrische Systeme zu entwickeln, könnte man doch auf bewährte biologische Verfahren zurück greifen.
Hat sich jemand schon mit diesem Thema beschäftigt ?
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Hallo,
wäre ein Baum* weniger anfällig? Hier auf der Erde wachsen die "von selbst". Was muss man alles mit in die Schwerelosigkeit nehmen und dort unterhalten, damit ein Baum "arbeitet"? Wasser, Nährstoffe, Kreisläufe, Kleintiere ...
*oder jedes andere "Pflanzensystem".
Anstatt immer nur störanfällige und wartungsintensive elektrische Systeme zu entwickeln, könnte man doch auf bewährte biologische Verfahren zurück greifen.
Ein Ingenieur lernt aus Fehlern ...
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Und noch ein Aspekt aus der systemischen Perspektive:
Ein biologisches (geschlossenes) System ist sicherlich nicht leichter zu kontrollieren als ein künstliches/technisches. Biosphäre 2 hat ja in den 90ern gezeigt, wie schnell das schief geht und man es auch nicht retten kann. Während man eine Maschine direkt kontrollieren kann, ist das bei "einem Wald" höchstens mittelbar/indirekt möglich, samt Verlusten, Verzug und Unschärfe in der Regelung. Von daher ist ein biologisches System komplexer, risikoreicher und fehleranfälliger (in menschlichen Händen).
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Und noch etwas weiter gedacht, u.a. aus den Geschehnissen in Biosphäre 2:
Es ist fraglich, ob ein Baum (bzw. jedes kleine biologische Teilsystem) isoliert funktioniert und stabil ist, zumindest im Vergleich wie es sich auf der Erde selbst reguliert. Wenn ich vor meinem Fenster einen Baum aufs Feld, in die Hecke oder in den kleinen Wald pflanze, dann wird er da leben und die Bestehenden leben lassen. Ich bezweifle aber, dass ein isolierter Baum samt Erdreich, Wasser, Nährstoffen und Atmosphäre im Gleichgewicht bleibt. Jede Pflanze auf der Erde kommt in ein schon bestehendes/funktionierendes System, welches Systemleistungen und "Infrastruktur" anbietet. Davon nimmt der Baum etwas und gibt etwas. Für sich alleine stehend, sieht die Summe für den Baum anders aus.
In dem Bereich bin ich selbst kein Experte, aber Vorsicht lässt mir den Gedankengang plausibel erscheinen.
Nun ja, du hast meinen Kopf mit der Idee offenbar doch gut beschäftigt ;). Aber mit ein paar Gedankengängen kann man es dann schon einschätzen. Gleichzeitig bin ich auch auf Arbeit oft "der Skeptiker" und Bremser. Vielleicht findet jemand noch weitere (positive) Aspekte.
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Ein Großes System mit vielen Arten lässt sich nicht auf wenigen m³ realisieren, das hat Biosphäre 2 gezeigt.
Die Idee mit den Tanks ist im übrigen keine Science Fiktion
mit solchen Verfahren wird bereits Versuchsweise das CO2 von Kraftwerken gebunden
http://www.handelsblatt.com/technologie/co2-management/kraftwerk-laesst-abgas-durch-algen-filtern;2081813
Es gibt aber parallel zu diesem Projekt weitere Forschung daran,
ich habe von einer 8m³ Großen Anlage gelesen, die 600kg CO2 binden kann. Es war ein deutsches Projekt, wenn es jemand finden sollte bitte Posten.
hier noch etwas von Wikipedia
http://de.wikipedia.org/wiki/Algenreaktor
Aber mit Vorsicht zu genießen. Wahrheitsgehalt?
Zur Info
der Mensch Atmet 15 L/min
dabei Erzeugt er 4% CO2
Sind in einem Jahr 315m³ Co2
bei 1,2 kg/ m³ sind das 380kg CO2
das Gewicht von CO2 bei Normaldruck kenne ich nicht, ich habe das von Luft genommen, es ist aber glaube ich höher.
Für die Großindustrieelle anwendung wie in dem Bericht geschrieben ist das Verfahren heute noch nicht geeignet, es hat zu hohe Betriebskosten u Energiekosten (wahrscheinlich Pumpen und Reinigung der Glasflächen)
Für eine Anwendung aufeiner Station gelten diese Gegenargumente aber nicht, Energie und Anschaffungskosten spielen hier eine Untergeortnete Rolle.
Mir stellt sich aber die Frage, ob die erzeugte Biomasse als Abfall in die Progress geladen wird oder ob man daraus Nahrung erzeugen kann. Desweiteren, ob der Prozess als Kläranlage für Frischwasserproduktion dienen könnte.
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Ein Großes System mit vielen Arten lässt sich nicht auf wenigen m³ realisieren, das hat Biosphäre 2 gezeigt.
Ja eben. Die Versuchsstellung war falsch.
Wieso bringt man Palmen und Nadelbäume und Ameisen und Käfer alles auf einen Fleck zusammen?
Eine Baumsorte, etwas Gras, evt. noch Flechten, und einen Konsumenten, fertig.
Mir stellt sich aber die Frage, ob die erzeugte Biomasse als Abfall in die Progress geladen wird oder ob man daraus Nahrung erzeugen kann. Desweiteren, ob der Prozess als Kläranlage für Frischwasserproduktion dienen könnte.
Algen kann man essen. Die Chinesen gehen sogar soweit, dass sie Heuschrecken (oder waren es Schnecken?) diese Algen fressen lassen und diese dann essen. In einer Versuchsanlage...
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Ein Großes System mit vielen Arten lässt sich nicht auf wenigen m³ realisieren, das hat Biosphäre 2 gezeigt.
Ja eben. Die Versuchsstellung war falsch.
Wieso bringt man Palmen und Nadelbäume und Ameisen und Käfer alles auf einen Fleck zusammen?
Eine Baumsorte, etwas Gras, evt. noch Flechten, und einen Konsumenten, fertig.
Mir stellt sich aber die Frage, ob die erzeugte Biomasse als Abfall in die Progress geladen wird oder ob man daraus Nahrung erzeugen kann. Desweiteren, ob der Prozess als Kläranlage für Frischwasserproduktion dienen könnte.
Algen kann man essen. Die Chinesen gehen sogar soweit, dass sie Heuschrecken (oder waren es Schnecken?) diese Algen fressen lassen und diese dann essen. In einer Versuchsanlage...
Wenn die Aufgabenstellung Sauerstoff- u Nahrungsproduktion sein soll dürfen wir nicht mit den Ideene von ÖkoUtopisten an die Sache herangehen und und uns eine Kuppel mit einer Parklandschaft mit Bäumen Wiesen und hoppelnden Kaninchen vorstellen.
Es muss eine kompackte Lösung her, der Ansatz mit Algen in Tanks ist schon mal der richtig Weg, Wenn Pro Kopf 8 m³ Algenlösung benötigt werden, dann kommen da bestimmt noch mal das gleiche für Terchnik dazu, also 16m³ Pro Kopf also 96m3 für eine 6 Köpfige Besatzung.
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Mit anderen Worten: Man ersetze die Hälfte der fehleranfälligen Technik durch unvorsehbar reagierende Biologie und hoffe, dass das Gesamtsystem besser wird. Eigentlich braucht es uns nicht zu wundern, dass so etwas bislang noch nicht erprobt wurde...
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Solltre das System Funktionieren,
benötigt die Station 0 kg O2 und 0 kg Wasser und 0 kg Nahrung
mit einer Anhebung in einen höheren Orbit wäre die Station
quasi autark, da sehe ich schon eine Verbesserung gegenüber der gegenwärtigen Situation.
Wieviel KG O2, H2O, und Nahrun sind denn im Moment für 6 Personen nötig?
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@Ruhri
Mit anderen Worten: Man sollte nicht versuchen eine halbwegs funktionierende Technik durch eine andere Technik zu ersetzen.
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@holleser:
Autark? ???
Hoffentlich hast Du bei Deiner Null-Rechnung keine Faktoren vergessen. :-\
Wichtig wäre eine gesicherte Sauerstoff- und Wasserversorgung bei längeren Flügen, wie etwa zum Mars oder darüber hinaus.
Dabei wird es zunehmend dunkel und das Licht für Photosynthese und Energieversorgung wird knapp.
Die Tankwände müssen transparent sein, damit so viel Licht wie möglich für die Photosynthese zur Verfügung steht.
Wie steht es dann mit dem Micro Meteoriten Schutz?
Hattest Du schonmal ein Aquarium? War das autark?
Nach einiger Zeit sind die Scheiben verschmutzt und es kommt deutlich weniger Licht rein.
Rohre und Leitungen verstopfen: Dann bricht die Sauerstoffversorgung zusammen und der Organismus (Algen) stirbt ab.
Ein Organismus wird krank. Wie soll man ihn behandeln?
Ein Organismus muß sich ständig erneuern, daß heißt, die Zellen müssen sich teilen und alte Zellen sterben ab. Wie soll man die abgestorbenen Zellen entsorgen?
Organismen reagieren empfindlich auf veränderliche Umweltbedingungen. Manchmal können sie sich anpassen, manchmal sterben sie aus, oder ziehen sich zurück.
Das ist schwer zu kalkulieren.
Der Wassebedarf von Algen ist nicht null. Sie brauchen einen riesigen Tank voll Wasser. Diese Masse muß erstmal ins All gebracht und jedesmal mit beschleunigt werden, was viel Energie benötigt.
Das Wasser muß energieaufwändig klimatisiert und bewegt werden. Die dafür benötigten Aggregate, wie Pumpen, Heizung, Kühlung und zahlreiche Sensoren müssen ständig gewartet und gereinigt werden.
Ich bezweifle, daß der technische Aufwand bei hydroponischen Tanks geringer ist, als beim Oxygen Generation Assembly.
Auf jeden Fall ist das Risiko und die Störanfälligkeit bei biologischen Systemen größer.
Gewiß habe ich noch einige Faktoren vergessen.
Eine Maschine können wir vielleicht beherrschen - aber biologische Systeme? :-\
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Solltre das System Funktionieren,
benötigt die Station 0 kg O2 und 0 kg Wasser und 0 kg Nahrung
Das wäre dann ein geschlossenes Lebenserhaltungssystem. Davon sind wir noch meilenweit entfernt.
An einem geschlossenen(!) Nahrungsmittelkreislauf wird meines Wissens auch noch gar nicht geforscht.
Aber um zurück zum Algentank zu kommen. In der Raumfahrt spielt die Leistung pro Masse eine sehr große Rolle. Und da ist der Algentank doch sicherlich einiges schlechter als die verwendeten Maschinen. Zur Beherschbarkeit wurde ja schon einiges gesagt...
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@holleser:
Autark? ???
Hoffentlich hast Du bei Deiner Null-Rechnung keine Faktoren vergessen. :-\
Wichtig wäre eine gesicherte Sauerstoff- und Wasserversorgung bei längeren Flügen, wie etwa zum Mars oder darüber hinaus.
Dabei wird es zunehmend dunkel und das Licht für Photosynthese und Energieversorgung wird knapp.
Die Tankwände müssen transparent sein, damit so viel Licht wie möglich für die Photosynthese zur Verfügung steht.
Wie steht es dann mit dem Micro Meteoriten Schutz?
Hattest Du schonmal ein Aquarium? War das autark?
Nach einiger Zeit sind die Scheiben verschmutzt und es kommt deutlich weniger Licht rein.
Rohre und Leitungen verstopfen: Dann bricht die Sauerstoffversorgung zusammen und der Organismus (Algen) stirbt ab.
Ein Organismus wird krank. Wie soll man ihn behandeln?
Ein Organismus muß sich ständig erneuern, daß heißt, die Zellen müssen sich teilen und alte Zellen sterben ab. Wie soll man die abgestorbenen Zellen entsorgen?
Organismen reagieren empfindlich auf veränderliche Umweltbedingungen. Manchmal können sie sich anpassen, manchmal sterben sie aus, oder ziehen sich zurück.
Das ist schwer zu kalkulieren.
Der Wassebedarf von Algen ist nicht null. Sie brauchen einen riesigen Tank voll Wasser. Diese Masse muß erstmal ins All gebracht und jedesmal mit beschleunigt werden, was viel Energie benötigt.
Das Wasser muß energieaufwändig klimatisiert und bewegt werden. Die dafür benötigten Aggregate, wie Pumpen, Heizung, Kühlung und zahlreiche Sensoren müssen ständig gewartet und gereinigt werden.
Ich bezweifle, daß der technische Aufwand bei hydroponischen Tanks geringer ist, als beim Oxygen Generation Assembly.
Auf jeden Fall ist das Risiko und die Störanfälligkeit bei biologischen Systemen größer.
Gewiß habe ich noch einige Faktoren vergessen.
Eine Maschine können wir vielleicht beherrschen - aber biologische Systeme? :-\
Es gibt noch kein einsatzbereites ISS-Algenmodul,
weiter oben habe ich den Forschungsstand gepostet.
Im Moment wird nun mal Wasser, Nahrung und O2 auf die ISS eingeflogen. Nachdem es verbraucht ist, hat man ein Entsorgungsproblem.
Also wäre doch jedes KG Nahrung und O2 ein kg Weniger zu transportieren.
Ich Bessitze übrigens ein Aquarium, und weis um die Probleme.
Die Reinigung ist übrigens beim ALgenreaktor bestandteil der Forschung
Der Algenreaktor ist ja auch kein Biotop sondern am ehesten noch mit einer Kläranlage zu vergleichen.
Das Licht kann über Kunstlicht oder Über LWL in den Reaktor im inneren eines normalen Moduls geführt werden.
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Das Thema Autarkie hatten wir schonmal.
Die ESA hat nahezu 10 Jahre daran geforscht - Melissa / BIORAT.
Der Bedarf an Versorgung auf der ISS liegt lt. Dordain bei 6kg pro Tag und Person.
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In der Raumfahrt spielt die Leistung pro Masse eine sehr große Rolle. Und da ist der Algentank doch sicherlich einiges schlechter als die verwendeten Maschinen.
Damit wäre so ein System beschränkt auf Anwendungsbereiche, wo man Ressourcen aus der Umgebung nutzen kann. Zum Beispiel bei einer Mondbasis, wenn man da Wasser fördern kann. Aber im Orbit ist das bei den derzeitigen Trägersystemen illusorisch
Also wäre doch jedes KG Nahrung und O2 ein kg Weniger zu transportieren.
Du vergisst, dass man erst den sehr schweren Reaktor transportieren muss. Nur wenn der weniger wiegt, als die Frachttransporte, die durch die Reaktorleistung eingespart werden können, lohnt sich der Aufwand. Und so ein hydroponischer Tank wäre extrem schwer.
mfg websquid
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Sicherlich ist das eine möglichkeit für die Zukunft aber nicht für die Gegenwart oder die nahe Zukunft.
Zuviele Probleme müßen erst noch gelöst werden bis es soweit ist. Nicht nur die hier schon erwähnten sonder auch die, an die wir hier gar nicht denken, weil wir uns mit der kompliezerten Ökologie und Biologie garnicht aus kennen.
Mfg Collins
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Du vergisst, dass man erst den sehr schweren Reaktor transportieren muss. Nur wenn der weniger wiegt, als die Frachttransporte, die durch die Reaktorleistung eingespart werden können, lohnt sich der Aufwand. Und so ein hydroponischer Tank wäre extrem schwer.
Naja, selbst wenn man ein paar wenige Transporte mehr bräuchte, würde es sich als Forschungsinvestition auszahlen. Außerdem weiß man ja nie, ob die ISS nicht doch länger betrieben wird :)
Man könnte doch nur den Behälter rauffliegen und das ganze mit teilrecycletem Urin füllen. Algen vertragen sowas.
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Sicherlich ist das eine Möglichkeit für die Zukunft aber nicht für die Gegenwart oder die nahe Zukunft.
Zuviele Probleme müßen erst noch gelöst werden bis es soweit ist. Nicht nur die hier schon erwähnten sonder auch die, an die wir hier gar nicht denken, weil wir uns mit der komplizierten Ökologie und Biologie gar nicht aus kennen.
Und genau das ist das Problem. Wenn man immer nur auf die Probleme schaut, und niemals bereit ist, auch etwas neues zu wagen, wird die Raumfahrt auch nie vorankommen. Der Algenreaktor ist dazu doch nur ein austauschbares Beispiel. Vielleicht kennen wir uns mit Ökologie und Biologie noch nicht so richtig aus. Dann sollten wir es eben lernen.
Ich vermisse bei der ISS einmal richtige Innovationen. Es gibt tolle Konzepte, technische Visionen. Spontan fällt mir dazu auch das Transhab ein (aufblasbares Atmosphärenmodul). Doch vor Ort gebaut wird am Ende doch nur die bekannte Standarttechnik. Die ISS ist bisher den Beweis schuldig geblieben, für einen echten Neuaufbruch in der Raumfahrt zu stehen. Stattdessen werden nur die Reste schon bestehender Weltraumprogramme verwertet.
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Gerade in der Raumfahrt gilt (heute): Eile mit Weile. Revolutionen werden wir im Einsatz nicht sehen, stattdessen Evolution.
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Man könnte doch nur den Behälter rauffliegen und das ganze mit teilrecycletem Urin füllen. Algen vertragen sowas.
Wie lange sollen die Astronauten denn da reinpinkeln, bis so ein Tank voll ist? Nach hollesers Rechnung sprechen wir hier über ca 100 Tonnen! Die eigentliche Technik kommt noch dazu. Meiner Meinung nach könnte man sowas als Forschungssystem in kleinem Maßstab realisieren, aber für die ISS auf keinen Fall als relevanten Teil der Versorgung einplanen. (Für ein Nachfolgesystem dann vielleicht schon)
Also NASA, ESA, Roskosmos, etc forscht daran! 1m3 reicht mir für den Anfang schon :)
mfg websquid
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Die eigentliche Technik kommt noch dazu.
Naja, die Technik heißt DNS und reproduziert sich selber ;)
Und dann halt noch ne Pumpe, für den besseren Gasaustausch.
Meiner Meinung nach könnte man sowas als Forschungssystem in kleinem Maßstab realisieren, aber für die ISS auf keinen Fall als relevanten Teil der Versorgung einplanen. (Für ein Nachfolgesystem dann vielleicht schon)
Das ist ja der Hintergedanke. Wenn es im kleinen Masstab funktioniert, kann man es als Ergänzung und später als Hauptsauerstoffquelle nehemen.
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Naja, die Technik heißt DNS und reproduziert sich selber ;)
Und dann halt noch ne Pumpe, für den besseren Gasaustausch.
Nein, die Technik nennt sich "Lebenserhaltungssystem". Die Organismen müssen in der lebensfeindlichen Umgebung des Weltalls ja auch irgendwie überleben.
Außerdem muss man den Sauerstoff und das Kohlendioxid ja auch irgendwie zwischen den Tanks und den bewohnten Teilen hin und her transportieren. Die Astronauten wollen sicherlich nicht in einem Algentank leben und arbeiten.
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Es wird daran geforscht. Soweit ich mich erinnere hatte ein Tscheche oder Slowake schon vor Jahren einen entsprechenden Versuch mit oben.
Und gerade jetzt beginnt in Spanien ein Zweijahresversuch: Micro-Ecological Life Support System Alternative (http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/1224945/).
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Naja, die Technik heißt DNS und reproduziert sich selber ;)
Und dann halt noch ne Pumpe, für den besseren Gasaustausch.
Nein, die Technik nennt sich "Lebenserhaltungssystem". Die Organismen müssen in der lebensfeindlichen Umgebung des Weltalls ja auch irgendwie überleben.
Außerdem muss man den Sauerstoff und das Kohlendioxid ja auch irgendwie zwischen den Tanks und den bewohnten Teilen hin und her transportieren. Die Astronauten wollen sicherlich nicht in einem Algentank leben und arbeiten.
Da die Organismen außerdem die schlechte angewohnheit haben sich zu vermehren und auch abzusterben muß man ja irgendwo damit bleiben.
Raus vor die Tür ist nicht. ::)
Also Essen daraus Produzieren was auch noch einiger maßen schmeckt.
Aber wie? Auch dies will gelöst sein.
Mfg Collins
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Also Essen daraus Produzieren
Das wäre ja noch leicht: ein feines Sieb durchs Wasser ziehen, dann hast du nen grünen Brei aus Algen, der Kohlenhydrate, Eiweiße und Spuren von Fetten enthielte...
was auch noch einiger maßen schmeckt.
Das wäre eher das Problem, aber könnte man da nicht einfach etwas Ketchup dazugeben? ;) So machens die Amis gern....
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Vielleicht kann das System ja für 6 Mann und 1 bis 2 Schweine ausgelegt werden. Dann könnte man 5 kg Ferkel hochfliegen, die Alegen verfüttern und nach 6 Monaten 100kg lecker Schweinefleisch ernten.
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Vielleicht kann das System ja für 6 Mann und 1 bis 2 Schweine ausgelegt werden. Dann könnte man 5 kg Ferkel hochfliegen, die Alegen verfüttern und nach 6 Monaten 100kg lecker Schweinefleisch ernten.
Man wird ganz sicher nur Pflanzen züchten und essen. Fleischproduktion ist fürchterlich uneffektiv.
Vegetarier sind quasi Umweltschützer ;)
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Auch wenn es (kurz) am Thema vorbei geht:
Warum soll Fleischproduktion ineffektiv sein (bezogen auf welchen Effekt=Wirkung?)? Die Menschheit hat das ja nicht aus einer "Laune" heraus entwickelt, sondern zur Veredelung und Verdichtung von Nahrungsmitteln.
Oder zielst du auf eine "Ökobilanz" ab?
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Ich würde vermuten, es geht um die Energie, die man reinstecken muss.
Da ich nicht sonderlich bewandert bin und das Ganze nur mal so nebenbei aufgeschnappt hab hier die Kurzfassung:
Jedes Lebewesen "verbraucht" (bzw. wandelt um) Energie um zu Leben, und speichert einen Teil.
Wir pumpen also einen Teil Energie in Pflanzen, damit die fein wachsen und wir sie irgendwann verspeisen können, wobei wir den Teil der Energie, den die Pflanzen gespeichert haben, dann für uns nutzen. Ein Teil wurde nun aber beim Wachstum der Pflanzen bereits "verbraucht".
Jetzt setzen wir noch andere Pflanzenfresser dazwischen, beispielsweise Schweine. Die wiederum essen die Pflanzen, nehmen dabei Energie auf, speichern wieder ein Teil und verbrauchen einen zum Leben/Wachsen. Von der Energie, die wir bekommen hätten, wenn wir direkt die Pflanzen gegessen hätten, bekommen wir nun nur noch den Teil, den das Schwein speichert. Alles was es zum Leben verbraucht hat, kommt bei uns nicht mehr an. Und das dürfte meinem Verständnis nach der deutlich größere Teil sein.
Wenn wir also Pflanzenfresser dazwischen schalten, damit wir Fleisch essen können, müssen wir viel mehr reininvestieren um das gleiche für uns rauszubekommen.
Natürlich spielen noch andere Sachen eine Rolle, z.B. wie effektiv Energie aus bestimmten Stoffen gewonnen werden kann, bzw ob wir die Energie überhaupt nutzen können.
Tut mir Leid für die sehr simple und abstrakte Beschreibung, aber anders war es mir nicht möglich, schon gar nicht mit Fachbegriffen :D
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Hallo,
das ist ein Aspekt, aber nicht der einzige ;).
Was soll der Mensch mit Gras, das überall wächst? Wie viel Gras müsste ich essen, um den "Nahrungswert" eines Steaks aufzunehmen? Könnte mein Magen-Darm-Trakt damit überhaupt etwas anfangen?
Durch Tierhaltung können wir auf (so und so wachsende) Pflanzen zugreifen, die wir sonst nicht für unsere Nahrung verwerten könnten.
Effektivität und Effizienz sind nicht ganz so einfach zu bewerten, u.a. auch weil die Maßstäbe nicht so eindeutig/offensichtlich sind. Aber wir Menschen haben Tierhaltung nicht "aus Spaß" erfunden, sondern weil es einen Nutzen und Vorteil gegenüber dem reinen "Beeren- und Wurzelsammeln" hatte, oder auch gegenüber dem reinen Pflanzenbauern.
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Dessen bin ich mir bewusst
Natürlich spielen noch andere Sachen eine Rolle, z.B. wie effektiv Energie aus bestimmten Stoffen gewonnen werden kann, bzw ob wir die Energie überhaupt nutzen können.
, allerdings haben wir auch ein riesiges Umweltsystem zu unseren Füßen, dass die nötige Energie und Platz etc bereitstellt.
Wenn wir nun da oben im All sind und uns verpflegen wollen werden wir sicherlich keine Weiden anlegen um dann festzustellen, dass wir das Gras nicht essen können, sondern die Pflanzen anbauen, die wir zum einen besonders gut selbst verwerten können und zum anderen möglichst einfach zu halten sind / wenig benötigen.
Ja, Fleisch als Nahrung hat für uns deutliche Vorteile. (Ich meine gehört zu haben, dass mit dem Beginnen des Jagens und des ansteigenden Fleischkonsums auch das Gehirn unserer Vorfahren erst in der Lage war solche Ausmaße anzunehmen). Aber es geht hier ja darum eine künstliche Umgebung zu schaffen, mit allem drum und dran, in der das alles in ausreichendem Maße produziert werden kann. Und ich glaube, da ist es einfacher Energie in Form von Pflanzen bereitzustellen, als in Form von Fleisch. (Zur Pflanzenzucht kommt ja noch die Tierhaltung hinzu, mal abgesehen vom reinen Energiebedarf ist das doch ein erhöhter Aufwand, oder?)
Aber besitze ich in diesem Bereich ja auch nur Laienwissen, wenn überhaupt. Ich denke um solche Sachen machen sich dann auch Leute gedanken, die mehr Ahnung haben von den Ganzen Prozessen, die dabei eine Rolle spielen, als ich ;D
Es war ja auch nur meine Interpretation von diesem Satz hier:
Fleischproduktion ist fürchterlich uneffektiv.
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Gut, den Punkt mit den Systemleistungen, die uns die Biosphäre der Erde schon bereitstellt, und die wir in einer zweiten Biosphäre erst nachstellen müssten, hatten wir ja auch schon hier im Thread.
Belassen wir den kleinen OT-Ausflug ;).
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Hallöchen...
Erstmal zu den letzten Antworten: Schweine, Gras, Fleischproduktion auf Langzeitraumflügen usw., das weicht doch eigentlich voll vom Thema ab, so ein Blödsinn...
Hier geht es doch um Lebenserhaltung und nicht um Schweinezucht im Weltall, mann könnte den Thread jetzt auch noch auf die dabei entstehende Schweinekacke ausweiten, Umwandlung in Brennstoff aus Methan usw...
Aber hier mein Schmalz zu dem Thema, denn ich beschäfftige mich schon lange mit der Möglichkeit des Einsatzes von Biogeneratoren im Bereich der Raumfahrt.
"Eumel" hat bisher die wohl sinnvollste Antwort zu dem Thema gegeben...
Die Technik ist für den Einsatz als Lebenserhaltungssystem noch nicht ausereift, da die Tanks groß sein müssen, man viel Wasser benötigt, viel Licht benötigt, ein Zuführungs- und Abführungssystem und die natürl. vork. Algen einfach nicht effizient genug für die Anwendung im Weltraum sind.
Hier hoffe ich allerdings auf die Genforschung, die ja im Bereich Raumfahrt noch in den Kinderschuhen steckt.
Da ist einiges möglich und das nicht nur mit Algen, die Sauerstoff produzieren...
Wenn man die Genforschung hier stärker ins Boot holt, wäre der Einsatz ohne weiteres in ein paar Jahren machbar.
Grüzi
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http://lis.arc.nasa.gov/lis3/Hardware_Appendix/CEBAS.html
Das Projekt CEBAS, so ich herauslesen konnte, wurde bereits 2*mal in den Weltraum geschickt.
Es stelt ein Aquarium mit Graskarpfen, Algen, Schneken und Bakterien dar, alles essbar.
Was daraus wurde, kann ich allerdings nirgendwo herauslesen... Wahrscheinlich wieder mal dem alllzu bekannten Sparzwang zum Opfer gefallen...
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Einige zusätzliche Informationen sowie ein paar Bilder zu CEBAS gibt es auf der OHB Homepage:
http://www.ohb-system.de/c.e.b.a.s..html
Das Experiment ist beim dritten Flug bei der Columbia Katastrophe zerstört worden.
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"Schweine im Weltall"
Wenn die qualität der Algen nicht der von Lebensmitteln entspricht, dann wäre die Biomasse Abfall.
Vor allem, da die Algen ja mit Fäkalien gefüttert werden, sehe ich ein Problem. Wer will schon Täglich Klärschlamm essen.
Sollte die Anlage auf 8 Personen audgelegt sein, so könnten auch 6 Personen u 2 Schweine mit Sauerstoff versorgt werden.
Die "Emmissionen" der Schweine werden ebenfalls wieder den Algen als Futter zugeführt. Ebenso die Schlachtabfälle alle 6 Monate.
Ein Langzeitexperiment " Nutztierzucht" gab es bisher auch noch nicht.
Das Projekt " Schweine im Weltall" in verbindung mit den Algentanks könnte man dann mit sicherheit über EU-Agrasubventionen finanzieren.
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Du isst jeden Tag "Klärschlamm". Algen sind in unserem Ökosystem einer der Primärproduzenten der Nahrungskette.
http://de.wikipedia.org/wiki/Prim%C3%A4rproduzent
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Ja,
aber die Fäkalien werden direkt in die Algensuppe eingeleitet,
und beim Herausfiltern der Algen zur Nahrungsmittelgewinnung würden ebenfalls Fäkalien mit drin sein.
Ich würde lieber hungern als so etwas zu essen.
Dem Schwein wäre das wohl eher egal.
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Hallo,
ist man in sachen Algengenerator mittlerweile weiter gekommen? Wiefiel m³ müsste ein behälter haben, in dem die Fäkalien eines Astronauten komplett abgebaut und somit dann auch der Sauerstoff zum Atmen komplett erzeugt wird.
G. Holleser
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Ja,
aber die Fäkalien werden direkt in die Algensuppe eingeleitet,
und beim Herausfiltern der Algen zur Nahrungsmittelgewinnung würden ebenfalls Fäkalien mit drin sein.
Ich würde lieber hungern als so etwas zu essen.
Dem Schwein wäre das wohl eher egal.
Die Biomasse würde mit Sicherheit zuerst durch Filter gehen, denn so wie sie vorher ist, kann sie nicht von Algen verarbeitet werden. Als ersten Schritt würde man die Masse auf über 60°C erhitzen, das tötet alle potentiellen Krankheitskeime ab. Dann würde man wieder Bakterien für den Abbau zusetzen. Erst dann wäre das Ergebnis geeignet für die Algen.
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Ich denke das das System auf eine tägliche zuführung von max 1kg Bioabfall pro Person ausgelegt sein müsste.
Die Lichtzufuhr würde wohl über viele Leuchtkörper im Tank Zugeführt werden. Wieviel Algenflüssigkeit würde man benötigen?
Wenn man die Zugefügten Abfälle vorher thermischh sterilisiert, dann könnte das System auch mit nur einer Algenart gegen Störeinflüsse von Außen sicher sein.
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Nochmal: Algen können Bioabfälle nicht direkt verarbeiten. Es muß vorher eine bakterielle Verarbeitung stattfinden, die die Nährstoffe pflanzen/algengerecht aufbereitet. Dabei entsteht unter anderem Methan = Biogas. Wenn man das im Kreislauf behalten will, sind weitere Stufen erforderlich.
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OK, dann sollte es ein Bakterielle Vorsufe geben. So in der art eines Kompost. Das entstehende Methan kann ja einfach per Verbrennung in CO²umgewandelt werden, dann sollten die Algen damit klarkommen.
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Ich möchte anmerken das Biosphere 2 kein gutes Argument ist. Den hierbei ging es einzig und alleine darum eine sich selbst tragende zweite Biosphäre zu schaffen. Auf dem Mars oder der ISS ist das ja nicht das Ziel. Dh. man kann auch mittels Technik CO2 aus der Atmosphäre fischen und O2 hinzufügen. Das wäre bei Biosphere2 geschummelt gewesen. Überhaupt glaube ich das gerade Algen in Tanks sich gut beherrschen lassen.
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Moin,
oder wir machen es ganz anders.
Meine Idee wäre, wir müssen es irgendwie schaffen uns Menschen Algen unter die Haut zu pflanzen!
So hätten wir einen “internen“ sehr effizienten Nahrungs- und CO2/ Sauerstoff Kreislauf.
Meine Begründung war auch dass darum die Außerirdischen grün sind ;)
Aber Spaß beiseite, der Tiefseebiologe Chuck Fisher von der Penn State University beschäftig sich mit dem Thema.:
http://www.tagesspiegel.de/wissen/ungewoehnliche-tiere-die-lichtfresser/10188286.html (http://www.tagesspiegel.de/wissen/ungewoehnliche-tiere-die-lichtfresser/10188286.html)
Wenn wir in naher Zukunft Fusionsreaktoren beherrschen und für die Raumfahrt einsetzten,
hätten wir auch eine nahezu unerschöpfliche starke Energiequelle für lange Reisen und als Nahrung könnte “Licht“ dienen.
Grüße
Helge
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Schon phantastisch, was da als große Neuigkeit präsentiert wird. Das ist doch alles seit Jahrzehnten bekannt. Ich hatte in meiner Zeit als Seewasseraquarianer eine große Muschel in meinem Becken, die sich ausschließlich von den Produkten symbiotischer Algen ernährt.
Korallen sowieso. Fast alle Arten von tropischen Flachwasserkorallen, sind Tiere, und ebenfalls völlig abhängig von symbiotischen Algen.
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Der "Algentank" sollte nicht als beispiel für ein Künstliches Ökosystem dienen.
Das wird in so kleinem Maßstab nicht funktionieren. Wenn es aber mit "Kompost und Algengenerator möglich wäre die Biologischen Abfälle der Besatzung zu z.B. 95% zu verarbeiten, dann wäre dadurch viel erreicht.
Den Algengenerator stelleich mir als Doppelrohrsystem mit Leuchtröhren in der Mitte vor durch das System wird ständig Algenflüssigkeit gepumpt
An einer Ecke wird stetig Kompost und CO2 zugeführt, an der Anderen werden Sauerstoff und Algen abgeschieden, die dann als Nahrung dienen Können.
Ich habe keine Ahnung wie die Dimensionierung aussehen müsste. Reichen 1000L Tankihalt/Kopf oder ist das 100 fache nötig?
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Da die Preise für den Transport in den Orbit Fallen, könnte nun eventuell eine gößere Changse bestehen, dass ein Algengenerator als Grundlagenversuch zu Autarkie erforscht wird.
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Im Vergleich zum "gängigen" (bis her aber auch nicht wirklich etablierten) chemischen Verfahren zur Aufbereitung von CO2 aus der Luft via Sabatier-Prozess hat ein biologischer Prozess offensichtlich den Vorteil das nicht nur der Sauerstoff aus dem CO2 zurückgewonnen werden kann sondern auch der Kohlenstoff. Kohlenstoff bleibt im Fall des Sabatier-Prozesses in Form von Methan oder fallweise Kohlenstoff/Graphit zurück. Beide können nur bedingt sinnvoll weiterverwendet werden.
Biologische Prozesse sind im Vergleich weniger effizient, schwerer und brauchen mehr Platz. Dafür kann man eben (im Idealfall) den Kohlenstoff gebunden in Form von Nahrungsmitteln zurückgewinnen.
Bei den biologischen Prozessen gibt es natürlich verschiedene Varianten, insbesondere eben Bioreaktoren mit Algen und die Zucht höherer Pflanzen, wie sie auch schon etwa auf der ISS erprobt wird.
Die Zucht von Algen hat dabei vor allem den Vorteil das sie sich einfacher in größerem Maßstab automatisieren lässt.
Grundsätzlich darf und muss man nicht davon ausgehen das eine Pflanzenzucht komplett autark erfolgt, völlig unabhängig von einer Stoffzufuhr oder Abfuhr. So ist es nicht nötig ein biologisches System zu schaffen welches über Jahre hinweg von selbst stabil bleiben kann. Es wäre alleine schon ein erheblicher Vorteil wenn man die langfristige Versorgung mit Nahrungsmitteln reduzieren könnte, man muss nicht gleich den Anspruch haben sie auf 0 zu reduzieren. Die Astronauten werden wohl auch nicht unbedingt nur selbstgezüchtete Algen essen wollen.
Wobei, wie schon angemerkt, Algen auch als Tierfutter genutzt werden können um für eine abwechslungsreichere Kost zu sorgen. Die vermutlich besten Tiere für die Zucht im Weltraum sind Hühner- zumindest wenn man von einigermaßen gängigen Tieren ausgeht, Insekten oder Schnecken könnten auf dem Papier vielleicht noch besser geeignet sein. Hühner lassen sich jedenfalls in Form von Eiern relativ leicht transportieren, sie brauchen relativ wenig Platz, wachsen schnell, lassen sich schnell vermehren, sie produzieren neben Fleisch auch Eier als Nahrungsmittel und produzieren relativ viel Fleisch bzw. Eier gemessen am Futter das sie benötigen im Vergleich zu anderen Tieren. Weltraumschweine werden wir dagegen vermutlich nicht so bald sehen auch wenn es manch einem Astronauten schwer fallen mag längere Zeit ohne frisches Mett auszukommen.
Algen als Rohmaterial könnte man auch als Ausgangsprodukte anderer Lebensmittel durch biotechnologischen oder durch chemische Prozesse nutzen. Aber auch Methan aus dem Sabatier-Prozess könnte theoretisch etwa ein Ausgangsprodukt für die Produktion synthetischer Speisefette über eine Variante des Fischer-Tropsch Prozesses sein. Auch Vitamine oder Eiweise lassen sich theoretisch synthetisch herstellen.
Letztendlich kann man natürlich all diese Optionen Ergänzen um auf ein hohes Maß an Autarkie und glechzeitig eine halbwegs abwechslungsreiche und gesunde Ernährung mit einem hohen Anteil an Nahrungsmitteln aus eigener Produktion zu kommen.
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Ich finde die Idee faszinierend.
Leider hat sich in den letzten 12 Jahren nichts getan.
Weiterhin wird die ISS komplett von der Erde versorgt.
6 Personen mal 3kg/Tag (Nahrung und Sauerstoff) *12 Jahre, da komme ich Mittleweile auf 80Tonnen Ausscheidungen die seit dem Start der Diskusion hier auf der ISS erzeugt wurden. Wie viel Wasser durch Brennstoffzellen hinzukommt ist mir unbekannt.
Schade, dass man die Möglichkeiten ignoriert.
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Warum nicht eine künstliche Photosynthese erzeugen?
Technik und Biologie (Bionik) verbinden.
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Weil es diese noch nicht gibt.
Einen Algengenerator mit LED und einer Hochleistungsalge sehe ich als ingenieurtechnisch lösbare Problemstellung an.
Eine bakterielle Vorstufe um den Abfall in algenverwertbare Nährstoffe umzuwandeln sehe ich ebenfalls als technisch lösbares Thema an.
Ich habe die damals Diskutierte Anlage wie folgt verstanden:
Die Abfälle werden bakteriell verarbeitet (analog einer kompostierung) danach werden die Reste thermisch desinfiziert und das was übrig bleibt wird als Nährstoff den Algen zur Verfügung gestellt. Wenn man es schafft den Algengenerator gegen ungewollte Pilze, Algen und Bakterien abzuschirmen, dann sollte am Ende des Algengenarators nur algen und Sauerstoff übrig bleiben.
Mir ist nicht bekannt wie hoch der Anteil an Wasser, Sauertoff und Nahrung bei den Versorgungsflügen ist, aber ich vermute, dass es den Großteil ausmacht.
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Bevor die biologischen Reststoffe in die bakterielle Verwertung (Kompostierung) gehen könnten sie bereits als Energiequelle für Pilze dienen.
Pilze beschleunigen die Durchlaufgeschwindigkeit und werfen sogar Nahrung ab.
Alle biologischen Reststoffe werden thermisch desinfiziert, danach wird daraus ein Substrat gepresst und mit Sporen/Myzel versetzt.
In den nächsten 2 Wochen Wachsen Myzel und die Pilze können bereits geerntet werden.
Das ausgelaugte Substrat wird danach einer Bakteriellen Stufe (Kompost) zugeführt. Nach dem die Bakterien alle Reststoffe komplet umgesetzt haben werden die Nährstoffe einem Algengenerator zugeführt. Dieser setzt die Nährstoffe dann in Sauerstoff und Algenpulver um.
Die Algen sorgen für 100% des Sauerstoffbedarfs. Die Algen und Pilze für den Großteil der Nahrung.
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Die Zucht und Fütterung von Tieren ist doch eher kompliziert. In einem Gespräch mit einer Agrarbiologin, wurde der Vorschlag gemacht Fische zu nehmen.
Fischembrionen können in großer Stückzahl tiefgefroren mitgenommen werden.
Es gibt Fische die unter sehr schwierigen Bedingungen gehalten werden können.
Es wurde der Pangasius empfohlen, dieser Fisch gedeiht in Kamodscha in ungeklärten Abwässern.
Dort werden für den Algenwuchs gezielt Fäkalien in die Fischbecken eingebracht.
Neben der Pflanzlichen Kost (Algenpulver) könnte auch der Grundumsatz an Eiweis über den Fisch gedeckt werden.