2181 Skotaphyll revolutioniert die biologische Nahrungsmittelproduktion

Trotz synthetischer Nahrungsmittelproduktion gibt es immer noch eine große Nachfrage nach organisch gewachsenen Lebensmitteln. In vielen Gesellschaften gilt Fleisch von Tieren inzwischen als unanständig. Als Ersatz sind synthetisch hergestelltes Fleisch und entomologisches Protein (Insekten) weit verbreitet. Bei Pflanzen gab es einen Produktivitätsschub durch genetische Optimierung, vertikale Farmen und kontrollierte Agroparks. Trotzdem müssen Pflanzen weiterhin wachsen. Alle Energie wird über Licht und Photosynthese zugeführt. Selbst bei optimierten Umweltbedingungen ist das Wachstum beschränkt durch die photosynthetische Effizienz der Pflanze.

Skotaphyll ist ein Ersatz für Chlorophyll. Seine photosynthetische Effizienz ist – je nach Pflanze – um einen Faktor von 2 bis 4 höher als bei Chlorophyll. An der Huangfu Mi Universität von Nanyang gelingt der Einbau von Skotaphyll-Genen in verschiedene Nutzpflanzen. Die Pflanzen nehmen mehr Energie aus dem verfügbaren Licht auf und werden dadurch produktiver. Der Skotaphyll-Genkomplex ist schon seit 40 Jahren bekannt. Aber an der Huangfu Mi Universität wird der Genkomplex erstmals so adaptiert, dass er als direkter Ersatz für die Chlorophyll-Gene in viele unterschiedliche Pflanzen eingebracht werden kann. Danach werden die Gene durch natürliche Befruchtung und Aussaat vererbt.

Binnen 20 Jahren verdoppelt sich die pflanzliche Nahrungsmittelproduktion weltweit. Pflanzliche Nahrungsmittel werden günstiger und für mehr Menschen erschwinglich. Besonders wichtig ist die Skotaphyll-Revolution für die orbitale und interplanetare Nahrungsmittelversorgung. In der Raumfahrt sind alle lebenserhaltenden Ressourcen beschränkt. Nur selten ist genug Platz und Zeit vorhanden, um Lebensmittel natürlich wachsen zu lassen. Lebensmittel werden immer noch überwiegend synthetisch hergestellt oder von der Erde importiert. Mit der Produktivitätssteigerung durch Skotaphyll wird der Break-Even Punkt überschritten, bei dem es sich lohnt, Pflanzen im Orbit auf natürliche Weise wachen zu lassen. Unter kontrollierten Bedingungen ist die Leistungssteigerung dicht am theoretischen Maximum von 400%. Orbitale Agroparks werden damit günstiger als die Lieferung von der Erde und konkurrenzfähig gegenüber vollsynthetischer Nahrung.

2182 Einstellung des Venus-Terraforming-Projekts zugunsten schwebender Habitate

Die Beendigung des ehrgeizigen Venus-Terraforming-Projekts im Jahr 2182 ist einen Wendepunkt für die Besiedlung der Venus. Die Venus Initiative für Terraforming und Environmental Research (VITER), genannt das Venusprojekt, ein internationales Konsortium staatlicher und privater Organisationen stand zunehmend in der Kritik, weil das Projekt immer wieder Rückschläge hinnehmen musste und alle wichtigen Meilensteine verpasst hatte. Das ehrgeizige Ziel des Projekts, die Venus bewohnbar zu machen, hatte war ein Wunsch von Wissenschaftlern, Ingenieuren und der Öffentlichkeit. Aber schließlich musste das Projekt wegen unüberwindbaren Hindernissen eingestellt werden.

Das Venusprojekt bestand hatte viele anspruchsvolle Teilprojekte, die für einzelne Aspekte der extremen Bedingungen auf der Venus zuständig waren. Das Teilprojekt "Athmosphärenmanagement" wollte die dicke, CO2-reiche Atmosphäre der Venus in den Griff bekommen, um den starken Treibhauseffekt des Planeten abzuschwächen. Ein weiteres Teilprojekt, die Konstruktion eines "Solar Radiation Shield", sollte die Venus vor übermäßiger Sonnenstrahlung schützen, da der Planet der Sonne deutlich näher ist als die Erde. Parallel dazu war geplant, mit der Änderung des planetaren Albedos, die Reflektivität der Venus zu erhöhen, um die Menge an Sonnenwärme zu verringern, die der Planet absorbiert. Ähnlich sollte die Entwicklung einer künstlichen Magnetosphäre die Venus gegen Sonnenwind und Strahlung schützten.

Trotz großem Engagement und dem Einsatz moderner Technologien musste das Venusprojekt viele Rückschlägen hinnehmen. Die Temperatur der Venus blieb jahrzehntelang hoch ohne die geringsten Hinweise auf einen positiven Trend. Die gentechnisch konstruierten Mikroben, die ausgesät wurden, um die Atmosphäre umzuwandeln, waren viel fragiler als erwartet. Sie vermehrten sich nicht selbst in der erwarteten Rate. Deshalb mussten sie ständig neu in großen Mengen produziert und ausgebracht werden, was natürlich keine nachhaltige Strategie war.

Dem "Solar Radiation Shield" erwies sich als deutlich teurer als ursprünglich angenommen. Obwohl man auf die Erfahrungen und die Infrastruktur für den Bau der Schattenblenden der Erde zurückgreifen konnte, stiegen die Kosten für dieses Teilprojekt immer weiter, bis sie zu einer großen Belastung für das Gesamtbudget wurden. Man hatte sowohl die Dimension des Projekts unterschätzt. Letztlich wurden die Schattenblenden der Erde in nur einer Million Kilometern Entfernung von der Erde mit Mondmaterialien gebaut. Der "Solar Radiation Shield" für die Venus war aus Sicht der Erde 40 mal so weit entfernt und lange Zeit waren keine lokalen Asteroiden als Rohstoffquellen verfügbar.

Nur das Teilprojekt "Automatische Konstruktion und Ressourceextraktion" machte trotz der schwierigen Bedingungen auf der Venusoberfläche gute Fortschritte. Die extremen Bedingungen der Venus beschleunigten den Verschleiß der Ausrüstung und führten anfangs zu Verzögerungen. Aber später, als die orbitale Verschiebung von Asteroiden möglich wurde, löste man das Problem, indem man Asteroiden in die Venus-Umlaufbahn brachte.

Das Venusprojekt wird von der breiten Öffentlichkeit weitgehend unbemerkt beendet. Für die Menschen der Erde war das Projekt schon immer eher ein ferner Traum. In der Wahrnehmung der Öffentlichkeit wurden greifbare Ergebnisse immer für 50 Jahre in der Zukunft versprochen, auch zu einer Zeit, in der das Projekt schon fast 100 Jahre lief. Wenn überhaupt, dann freut man sich über die frei gewordenen Mittel.

Aber auf dem interplanetaren Arbeitsmarkt sind die Auswirkungen deutlich zu spüren. Etwa 10% aller im Weltraum angesiedelten Arbeitsplätze sind betroffen. Glücklicherweise finden diese Fachleute schnell neue Beschäftigung bei anderen Unternehmen im erdnahen Raum. Das trägt sogar dazu bei, den Arbeitskräftemangel abzumildern, der zu dieser Zeit den schnell wachsenden Umfang der Aktivitäten im Weltraum zu behindern droht.

Rückblickend zeigt sich, dass VITER von Wissenschaftlern und Politikern initiiert wurde, um die Fantasie der Öffentlichkeit mit einem visionären Projekt zu fesseln. Sie hielten auch dann noch daran fest als Probleme und Kostenüberschreitungen nicht mehr zu übersehen waren. Für viele Wissenschaftler und Ingenieure bedeutete das Projekt genug Arbeit für ein ganzes Berufsleben, für die beteiligten Unternehmen jahrzehntelange Großaufträge und für Politiker auf der ganzen Welt die Möglichkeit, enorme Ausgaben zu rechtfertigen und Aufträge zu vergeben. Die intensive mediale Abdeckung des Terraforming-Projekt lenkte die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit auf ein weit entferntes Zukunftsziel und manchmal gelang es der Berichterstattung sogar mit angeblichen Durchbrüchen beim Venusprojekt von realen Problemen und ab.

Mit der Einstellung des Venusprojekts tritt die Konstruktion von Habitaten in den Vordergrund, sowohl schwebende Habitate als auch orbitale. Statt einen ganzen Planeten umzuwandeln, was sowohl langwierig als auch technisch schwierig ist, bieten Habitate einen inkrementellen Ansatz, der viel früher greifbare Ergebnisse liefert. Habitate sind die Zukunft der menschlichen Besiedlung auf der Venus. Der Fokus liegt jetzt auf schwebenden Habitaten in der oberen Atmosphäre, wo Luftdruck, Temperatur und Schwerkraft erdähnlich sind. Die Reste des Venusprojekt sind dabei sehr nützlich. Die schon vorhandene Infrastruktur in der Venus-Umlaufbahn, einschließlich einiger kleiner Asteroiden zum Rohstoffabbau, vereinfacht jetzt den Bau von Habitaten in der Atmosphäre und im Orbit.