Mit Aluminiumprofilen von item Frisches Gemüse in der Antarktis ernten

Bild 2: 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.
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.

Frisches Obst und Gemüse für Astronauten – das ist das Ziel des DLR-Projektes EDEN ISS. Dieses wurde als mobile Testeinrichtung nahe der Neumayer-Station III in der Antarktis aufgebaut. Mittendrin die Aluminiumprofile von item inklusive Verbindungstechnik.

Bislang wurden sämtliche Nahrungsmittel für die Astronauten von der Erde zur auf der internationalen Raumstation ISS transportiert. Das Forschungsprojekt EDEN ISS in der Antarktis dient als Vorbereitung für die Nahrungsmittelkultivierung auf der Raumstation. Vierzehn internationale Organisationen, Universitäten, Forschungsinstitute und Unternehmen schlossen sich 2015 zu einem 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 Komponenten von item Industrietechnik 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 item System arbeiten.«

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Gemüse in der Antarktis ernten

Frisches Obst und Gemüse für Astronauten – das ist das Ziel des DLR-Projektes EDEN ISS. Dieses wurde als mobile Testeinrichtung nahe der Neumayer-Station III in der Antarktis aufgebaut. Mittendrin die Aluminiumprofile von item inklusive Verbindungstec

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.

Langen Transport unbeschädigt überstanden

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.«

Da die Profile und Verbindungen von item diese Anforderungen erfüllen, kamen die Messsysteme und andere technische Einrichtungen nach dem Transport von Bremen über Kapstadt bis in die Antarktis sicher am Zielort im Eis an und blieben unbeschädigt. Die beiden Container wurden im Januar 2018 ungefähr 400 Meter südlich der Neumayer-Station III auf einer wettersicheren Plattform montiert und miteinander verbunden.

Das Regalsystem ist beidseitig im Container angebracht und besteht hauptsächlich aus Aluminiumprofilen der Baureihe 6 sowie entsprechenden Automatikverbindungs- und -winkelsätzen. Im Vergleich zu geschweißten Systemen ist diese Variante deutlich leichter, gleichzeitig aber 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 Konstruktion für die Dauer des Einsatzes eine ausreichende Stabilität. Die eloxierten Oberflächen oxidieren nicht und sind leicht zu reinigen. Um Kabeln und Schläuchen zu verlegen, kommen 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. Dabei lässt sich der Transportwagen auch im beladenen Zustand kippsicher bewegen. Durch zusätzliche Halterungen für Werkzeuge und weiteres Zubehör lässt sich dieser Arbeitswagen an die jeweiligen Einsatzbereiche und Arbeitsabläufe anpassen. Aufgrund seiner recht kompakten Bauweise und der leichtgängigen Rollen lässt er sich im engen Gang zwischen den beiden Regalen vor- und rückwärts bewegen.

Flexibilität per Design

Auch für den Servicebereich im benachbarten Container greifen die Forscher auf die Systembaukästen von item zurück. Dabei erwies sich als vorteilhaft, dass das Unternehmen 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 ebenfalls auf die item Komponenten setzten, konnten wir die individuellen Anlagen und Komponenten vorab einfach in Bremen zusammenfügen.«

Dabei lassen sich die Systeme an wechselnde Anforderungen anpassen, da sich die geschraubten Verbindungen jederzeit lösen lassen. 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. Für kleinere Umbauten können die Forscher auf einen Bestand an item Produkten vor Ort zurückgreifen. „Sollten größere Änderungen des Systems nötig sein, würden wir entsprechende Komponenten bei item bestellen und diese per Schiff liefern lassen“, so der Projektverantwortliche.