Hat uns Hollywood im Film „Der Marsianer“ etwa belogen? Dort hatte Astronaut Mark Watney Kartoffeln in den Marsboden gepflanzt, Bakterien aus einer irdischen Bodenprobe zugefügt und die Pflanzen mit seinem Kot gedüngt. Er konnte sich davon ernähren. Experimente der niederländischen Universität von Wageningen zeigen nun, dass das so eher nicht funktionieren wird.

Dabei sah erst alles so gut aus. Auch in Wageningen hatte ein Forscherteam Gemüse und Kräuter in einem von der Nasa hergestellten Mars-Analogboden auf der Basis von hawaiianischem Vulkansand angepflanzt. Die Ernte war nicht schlechter als in heimischer Erde, aber deutlich mit Schwermetallen belastet.

Das jüngste Experiment der Wageninger Wissenschaftler zeigt nun, dass der Anbau von Nahrungsmitteln auf dem Mars jedenfalls nicht mit der bisher favorisierten Gewächshauslösung erfolgen können wird. Dieses Mal haben sich die Forscher nämlich mit dem Thema der Strahlungsbelastung beschäftigt. Und das erweist sich als fundamentales Problem.

Denn während das Erdmagnetfeld und die dichte Erdatmosphäre die Natur als Strahlenschutzhülle gut zum Weltall abschirmen und so sowohl die kosmische wie die solare Strahlung blockieren, fehlt dem Mars das Magnetfeld vollständig und die Atmosphäre ist nur dünn. Schon aus Messungen des älteren Marsrovers Curiosity wissen wir, dass die Strahlenbelastung an der Marsoberfläche im Schnitt bei 233 Mikrogray pro Tag liegt. Das entspricht dem 17-fachen der höchsten auf der Erdoberfläche messbaren Strahlung. Im Laufe eines Sonnensturms kann die Strahlung auf der Marsoberfläche noch einmal um das 50-fache erhöht sein.

Diese Strahlung, sowohl als Dauer- wie auch als Spitzenbelastung, brachte das niederländische Forscherteam nun mit Roggen und Kresse in Kontakt. Die Pflanzen waren in einem blei-ummantelten Testcontainer in ganz gewöhnlicher Blumenerde ausgesät worden und keimten zunächst völlig normal. Im Container war radioaktives Cobalt-60 platziert, das eine gleichmäßige Belastung von rund 270 Mikrogray ausbrachte. Einige Pflanzen wurde zusätzlich mit 30 Milligray bestrahlt, was die sporadisch auftretenden Sonnenstürme simulieren sollte.

Die Ergebnisse ernüchtern: Positiv betrachtet zeigten die Pflanzen, die sporadisch mit „Sonnenstürmen“ belastet wurden, keine zusätzliche Verschlechterung. Das ist indes ein schwacher Trost, denn die Forscher konnten zeigen, dass die Dauerbelastung bereits gereicht hatte, um das Wachstum der Biomasse bei Kressepflanzen um 32 Prozent und bei Roggen sogar um 48 Prozent zu reduzieren. Ebenso wurden Verfärbungen der Blätter, Verformungen, Nekrosen und braune Stellen beobachtet.

Tatsächlich sei – so die Forscher – ein noch schlechteres Ergebnis nicht auszuschließen, weil die Simulation auf der Erde die besonders energiereiche kosmische Teilchenstrahlung nicht berücksichtigen konnte. Der misst das Team um die Forschungsleiter Wieger Wamelink von der Universität Wageningen und Nyncke Tack vom Reaktorinstitut Delft ein weiteres erhebliches Schadpotenzial zu.

Damit könnte das Gewächshaus-Konzept einem unterirdischen Anbau oder einem unter speziellen Strahlenschutzhüllen weichen. Letztere könnten nach Vorstellung Wamelinks möglicherweise recht einfach zu konstruieren sein und gleichzeitig die Menschen schützen. Er könnte sich etwa vorstellen, einen mit Regolith, dem Marsbodenmaterial, bedeckten Dom zu errichten, in dem Menschen und Pflanzen koexistieren könnten. Klar ist: Es wird schwieriger als erhofft und damit deutlich teurer.