Moon Camp Project Gallery 2023-2024 

Anbau von pflanzen im Hydroponiksystem by Salat flower power

Schiller Gymnasium Pforzheim  Pforzheim-Baden-Württemberg    Germany 15 years old, 14 years old   4 / 4 German Mercury

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 entschieden, 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  

Photoelektokatalyse: 

• 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. Unser Hydroponik System 

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: 

• Salat (Pflücksalat) 

Benötigtes Material: 

• Setzlinge für Salat 
• Bewässerungspumpe 
• Hydroponik Siebe 
• Flüssiger, synthetischer Einkomponenten Dünger 
• Wasserreservoir  
• Rücklaufrohr 
• Aluabdichtungsband 
• Schlauch 
• Substrate 

 

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 

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.  

English translation

Moon Camp Challenge –

Growing Food on Mercury Using Hydroponics

1. Presentation of our project

Our project is about growing plants on Mercury. We wanted to find out how you can grow smaller vegetables like lettuce without soil in a hydroponic system.

We chose hydroponics because it would be much more economical and realistic than having to transport tons of soil to Mercury. In addition, plants are essential for long-term survival on an alien planet.

1. Main part

2.2 Housing construction and energy production on Mercury

Housing construction:

• Underground for more moderate temperatures
• Build at the poles for more moderate temperatures and because there is water ice there

Power supply:

• Through solar or photovoltaic systems
• Lots of solar energy since Mercury is the closest planet to the sun
• They have to withstand extreme solar radiation

Water production:

• Obtained from water ice at Poland
• Urine and water droplets from the air the participants breathe are recycled (like in the ISS)

Composting:

• (From food to the production of nutrient-rich soil)
• Paper is recycled and reused
• Plastic is reused by forming it into new tools
• Plastic is eaten away by bacteria

Oxygen production:

• By photoelectrocatalysis
• Later additional through natural photosynthesis of plants

Photoelectocatalysis:

• Imitates natural photosynthesis

• Use of semiconductors as artificial light absorbers
• Are provided with electrocatalysts, which are released by light absorption and transferred to electrocatalysts, reduction or oxidation reactions can be carried out
• When protons are produced, we can produce hydrogen, for example, while when water is oxidized, oxygen is produced

Plant cultivation:

• By artificial light, as the plants need a certain wavelength of light to grow
• Underground greenhouse, due to excessive temperature differences on the surface
• Aeroponics (hydroponic cultivation method) for watering plants with a nutrient-rich water solution (hydroponic fertilizer solution), the roots are constantly moistened –> Soil is largely unnecessary

2.3 Hydroponics

What is hydroponics?

• Plant cultivation without soil
• In hydroponic cultures, plants can grow without soil
• Supply of water and nutrient solutions via a pump system

Types for hydroponics:

1. Aeroponics:

• Roots are sprayed with nutrient solution and thus optimally supplied with oxygen

Advantages:

• Fast growth and high yields
• Low water consumption
• Low labor input

• No pesticides
• Independent of gravity

Disadvantages:

• Complex and expensive
• Need suitable fertilizer

1. NFT system:

Advantages:

• Only a small amount of substrate required
• Low water and nutrient consumption
• Plant health can be easily checked
• No salt deposits because water is moving
• Oxygen is enriched through circulation -> fast, efficient growth

Disadvantages:

• Elaborate to build
• Technical defects can quickly lead to plant death
• Large and heavy plants need support

2.4. Our hydroponics system

We use the NFT system for the experiment on Earth. However, on Mercury we would use the aeroponics system because it works independently of gravity; Unfortunately, we did not have the appropriate resources available to do this.

Plant type:

• Lettuce (lettuce)

Material required:

• Seedlings for salad
• Irrigation pump
• Hydroponic sieves
• Liquid, synthetic one-component fertilizer
• Water reservoir
• Return pipe
• Aluminum sealing tape
• Hose
• Substrates

The water should be changed every week or two or as needed. Also important to note is the PH value of the nutrient solution, which should be between 6.0 and 6.8 for lettuce.

1. 3.
   

#Scientific Experiments