Galerie projektu Moon Camp 2023-2024 

Anbau von pflanzen im Hydroponiksystem by Salat flower power

Schillerovo gymnázium Pforzheim  Pforzheim-Baden-Württemberg    Německo 15 let, 14 let   4 / 4 Němčina Merkur

Moon Camp Challenge -  

Anbau von Lebensmitteln auf dem Merkur mithilfe von Hydroponik  

1. Vorstellung unseres Projektes

Unser Projekt befasst sich mit dem Anbau von Pflanzen auf dem Merkur. Dazu wollten wir herausfinden, wie man kleinere Gemüsearten wie Salat ohne Erde in einem Hydroponik System anbauen kann.  

Wir haben uns deswegen für Hydroponik entchieden, da es deutlich ökonomischer und realistischer wäre als Tonnen von Erde zum Merkur transportieren zu müssen. Darüber hinaus sind Pflanzen essenziell für ein längerfristiges Überleben auf einem fremden Planteten. 

1. Hauptteil

2.2 Wohnungsbau und Energiegewinnung auf dem Merkur 

Wohnungsbau: 

• Unter der Erde für gemäßigtere Temperaturen  
• Bau an den Polen für gemäßigtere Temperaturen und da dort Wassereis vorhanden ist 

Stromversorgung: 

• Durch Solar- bzw. Photovolteikanlagen 
• Viel Sonnenenergie, da der Merkur der nächste Planet an der Sonne ist 
• Sie müssen extreme Sonnenstrahlung aushalten 

Wassergewinnung: 

• Wird durch Wassereis an Polen gewonnen  
• Urin und Wassertröpfchen aus der Atemluft der Teilnehmenden werden wiederaufbereitet (wie bei der ISS) 

Kompostierung: 

• (Von Lebensmitteln zur Gewinnung von nährstoffreicher Erde) 
• Papier wird recycelt und wiederverwendet  
• Plastik wird wiederverwendet durch die Umformung in neue Werkzeuge  
• Plastik wird durch Bakterien zerfressen 

Sauerstoffgewinnung: 

• Durch Photoelektrokatalyse  
• Später zusätzliche durch natürliche Photosynthese von Pflanzen  

Fotoelektokatalyse: 

• Ahmt natürliche Photosynthese nach  

• Verwendung von Halbleitern als künstliche Lichtabsorber  
• Sind mit Elektrokatalysatoren versehen, die durch Lichtabsorbtion freigesetzt werden und auf Elektrokatalysatoren übertragen werden, können Reduktions oder Oxidaktionsreaktionen durchgeführt werden 
• Wenn Protonen produziert werden, können wir z.B. Wasserstoff erzeugen, während bei Oxidation von Wasser Sauerstoff produziert wird 

Pflanzenanbau: 

• Durch künstliches Licht, da die Pflanzen eine bestimmte Wellenlänge des Lichts zum Wachsen benötigen 
• Unterirdisches Gewächshaus, auf Grund von zu hohen Temperaturunterschieden an der Oberfläche 
• Aeroponik (Hydroponik-Anbaumethode) zur Bewässerung von Pflanzen mit nährstoffreicher Wasserlösung (Hydrokulturdünger-Lösung) werden die Wurzeln ständig benetzt -> Erde wird Großteils überflüssig 

2.3 Hydroponik 

Was ist Hydroponik? 

• Pflanzenanbau ohne Erde 
• In Hydroponikkulturen können Pflanzen ohne Erde wachsen 
• Versorgung über ein Pumpsystem mit Wasser und Nährstofflösungen 

Arten für Hydroponik: 

1. Aeroponik: 

• Wurzeln werden mit Nährstofflösung besprüht und somit optimal mit Sauerstoff versorgt 

Vorteile: 

• Schnelles Wachstum und hohe Erträge 
• Geringer Wasserverbrauch 
• Geringer Arbeitseinsatz 

• Keine Pestizide 
• Unabhängig von Gravitation 

Nachteile: 

• Komplex und teuer 
• Brauchen geeigneten Dünger 

1. NFT-System: 

Vorteile: 

• Nur wenig Substrat benötigt 
• Geringer Wasser- und Nährstoffverbrauch 
• Gesundheit der Pflanzen kann einfach überprüft werden 
• Keine Salzablagerungen, weil Wasser in Bewegung 
• Durch Zirkulation wird Sauerstoff angereichert -> schnelles, effizientes Wachstum 

Nachteile: 

• Aufwendig zu Bauen 
• Technischer Defekt kann schnell zum Pflanzensterben führen 
• Große und schwere Pflanzen müssen gestützt werden 

2.4. Systém Unser Hydroponik 

Wir nutzen das NFT-System für das Experiment auf der Erde. Auf dem Merkur würden wir aber das Aeroponiksystem benutzen, da dieses unabhängig von der Schwerkraft funktioniert; uns standen dafür jedoch leider nicht die passenden Mittel zur Verfügung. 

Pflanzenart: 

• Salát (Pflücksalat) 

Benötigtes Material: 

• Setzlinge für Salat 
• Bewässerungspumpe 
• Hydroponik Siebe 
• Flüssiger, synthetischer Einkomponenten Dünger 
• Vodní nádrž  
• Rücklaufrohr 
• Aluabdichtungsband 
• Schlauch 
• Substrát 

Das Wasser sollte alle ein- zwei Wochen oder je nach Bedarf gewechselt werden. Ebenfalls wichtig zu beachten ist der PH-Wert der Nährstofflösung, der für Salat zwischen 6,0 und 6,8 liegen sollte.  

1. 3. Schluss

3.1 Resultat und Erkenntnisse (Výsledky a poznatky) 

Unser Projekt ist noch nicht vollständig abgeschlossen und das Hydroponiksytem läuft weiter. Bis jetzt sind die Salatpflanzen aber schon ein gutes Stück gewachsen. Kleinere Problematiken stellte die Abdichtung und die Ausrichtung bzw. der Winkel des Rohres dar. Dies konnten wir jedoch erfolgreich lösen. Wir haben i.d.R. jeden Tag einmal vorbeigeschaut, um zu überprüfen, ob noch alles in Ordnung war und um ggf. etwas Wasser nachzugießen, sodass der Wasserverlust durch Verdunstung ausgeglichen werden konnte. Die anfängliche Befürchtung, dass das Wasser anfangen könnte zu schimmeln, bewahrheitete sich zum Glück nicht.  

Český překlad

Moon Camp Challenge -

Pěstování potravin na rtuti pomocí hydroponie

1. Prezentace našeho projektu

Náš projekt se zabývá pěstováním rostlin na Merkuru. Chtěli jsme zjistit, jak lze v hydroponickém systému pěstovat menší druhy zeleniny, například salát, bez půdy.

Hydroponii jsme zvolili proto, že by byla mnohem ekonomičtější a reálnější než převoz tun zeminy na Merkur. Kromě toho jsou rostliny nezbytné pro dlouhodobé přežití na cizí planetě.

1. Hlavní část

2.2 Bytová výstavba a výroba energie na Merkuru

Bytová výstavba:

• Podzemí pro mírnější teploty
• Stavět na pólech kvůli mírnějším teplotám a kvůli tomu, že je tam vodní led.

Napájení:

• prostřednictvím solárních nebo fotovoltaických systémů
• Velké množství sluneční energie, protože Merkur je nejbližší planetou ke Slunci.
• Musí odolávat extrémnímu slunečnímu záření

Výroba vody:

• Získáno z vodního ledu v Polsku
• Moč a kapičky vody ze vzduchu, který účastníci dýchají, jsou recyklovány (jako v ISS).

Kompostování:

• (Od potravin k produkci půdy bohaté na živiny)
• Papír se recykluje a znovu používá
• Plasty se znovu používají tak, že se z nich vytvoří nové nástroje.
• Plast je rozežírán bakteriemi

Produkce kyslíku:

• Fotoelektrokatalýzou
• Později navíc přirozenou fotosyntézou rostlin.

Fotoelektrokatalýza:

• napodobuje přirozenou fotosyntézu

• Použití polovodičů jako absorbérů umělého světla
• jsou opatřeny elektrokatalyzátory, které se uvolňují absorpcí světla a přenášejí se na elektrokatalyzátory, mohou probíhat redukční nebo oxidační reakce.
• Při produkci protonů můžeme například vyrábět vodík, zatímco při oxidaci vody vzniká kyslík.

Pěstování rostlin:

• Umělým světlem, protože rostliny potřebují k růstu určitou vlnovou délku světla.
• Podzemní skleník kvůli nadměrným teplotním rozdílům na povrchu
• Aeroponie (hydroponická metoda pěstování) pro zalévání rostlin vodním roztokem bohatým na živiny (hydroponický hnojivý roztok), kořeny jsou neustále zvlhčovány -> půda je z velké části zbytečná.

2.3 Hydroponie

Co je hydroponie?

• Pěstování rostlin bez půdy
• V hydroponických kulturách mohou rostliny růst bez půdy.
• Zásobování vodou a živnými roztoky pomocí systému čerpadel

Typy pro hydroponii:

1. Aeroponie:

• Kořeny jsou postřikovány živným roztokem a optimálně zásobovány kyslíkem.

Výhody:

• Rychlý růst a vysoké výnosy
• Nízká spotřeba vody
• Nízká pracnost

• Žádné pesticidy
• Nezávislost na gravitaci

Nevýhody:

• Složité a nákladné
• Potřebujete vhodné hnojivo

1. Systém NFT:

Výhody:

• Potřeba pouze malého množství substrátu
• Nízká spotřeba vody a živin
• Zdravotní stav rostlin lze snadno kontrolovat
• Žádné usazeniny soli, protože voda se pohybuje
• Kyslík je obohacen cirkulací -> rychlý a efektivní růst

Nevýhody:

• Vypracovat pro stavbu
• Technické závady mohou rychle vést k úhynu rostlin
• Velké a těžké rostliny potřebují oporu

2.4. Náš hydroponický systém

Pro experiment na Zemi používáme systém NFT. Na Merkuru bychom však použili aeroponický systém, protože funguje nezávisle na gravitaci; bohužel jsme k tomu neměli k dispozici vhodné prostředky.

Typ rostliny:

• Salát (hlávkový salát)

Potřebný materiál:

• Sazenice na salát
• Zavlažovací čerpadlo
• Hydroponická síta
• Kapalné, syntetické jednosložkové hnojivo
• Nádrž na vodu
• Zpětné potrubí
• Hliníková těsnicí páska
• Hadice
• Substráty

Vodu je třeba měnit každý týden nebo dva nebo podle potřeby. Důležitá je také hodnota PH živného roztoku, která by se měla pohybovat mezi 6,0 a 6,8 pro salát.

1. 3.
   

#Vědecké experimenty

  fantabulous-hillar

  Den Haag - Nizozemsko

#3D design

  Maanbasis Moon Girl Power

  De Kwakel - Nizozemsko

#3D design

  Měsíční půda s astronauty

  Pontecagnano - Itálie

#3D design