Forschung und Entwicklung zu regenerativen Lebenserhaltungssystemen für astronautische Langzeitmissionen

Drucksache 21/8648Antwortauf die Kleine Anfrage 21/828715.10.20268 Seiten12 FragenFraktion der AfDBundesministerium für Forschung, Technologie und RaumfahrtWissenschaft, Forschung und Technologie
Vorbemerkung der Fragesteller

Vorbemerkung der Fragesteller

Astronautische Langzeitmissionen zum Mond oder Mars erfordern Lebenserhaltungssysteme, mit denen insbesondere Sauerstoff, Wasser und Nährstoffe möglichst weitgehend zurückgewonnen und Abfallstoffe wiederverwertet werden können. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) verfolgt mit MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative) die Entwicklung sicherer und zuverlässiger regenerativer Lebenserhaltungssysteme für eine dauerhafte menschliche Präsenz im Weltraum (www.esa.int/Enabling_Su pport/Space_Engineering_Technology/Melissa/Targets_Scientific_domains).

In Deutschland werden sowohl physikalisch-chemische als auch bioregenerative und hybride Ansätze erforscht. Zu den bisherigen Entwicklungen gehören das von Airbus in Friedrichshafen für die ESA entwickelte Advanced Closed Loop System, Photobioreaktoren zur biologischen Rückgewinnung von Sauerstoff sowie die EDEN-Forschungsinitiative des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt.

Das Projekt EDEN-LUNA läuft nach Angaben des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) vom 1. Januar 2024 bis zum 31. Dezember 2026 und wird über die DLR-Grundfinanzierung finanziert. Während das DLR auf seiner LUNA-Projektseite weiterhin einen Anschluss des EDEN-LUNA-Gewächshauses an die Mondsimulationsanlage LUNA im Jahr 2026 nennt, kündigte das DLR im September 2026 den Anbau für das Jahr 2027 an (www.dl r.de/de/forschung-und-transfer/projekte-und-missionen/eden-luna-gewaechs haus; www.dlr.de/de/aktuelles/nachrichten/2026/hendrik-wuest-besucht-mond simulationsanlage-luna-in-koeln).

Deutschland zeichnete auf der ESA-Ministerratskonferenz im November 2025 rund 5,4 Mrd. Euro für ESA-Programme zu laufenden wirtschaftlichen Bedingungen. Davon entfallen nach Angaben des DLR rund 885 Mio. Euro auf die astronautische und robotische Exploration (www.dlr.de/de/aktuelles/nachricht en/2025/deutschland-investiert-5-4-milliarden-euro-in-die-zukunft-der-europa eischen-raumfahrt).

Frage 1 Seite 2

Welche seit dem Jahr 2015 begonnenen oder fortgeführten Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zur Entwicklung regenerativer oder geschlossener Lebenserhaltungssysteme für astronautische Missionen wurden oder werden unmittelbar aus Bundesmitteln oder im Rahmen der institutionellen Finanzierung des DLR finanziert (bitte nach Vorhaben, durchführenden Einrichtungen, Laufzeiten, Finanzierungsquellen, Höhe der eingesetzten Mittel und Projektstatus aufschlüsseln)?

Antwort
Tabelle auf Seite 2, 3 · 11 Zeilen × 6 Spalten
VorhabenDurchführende EinrichtungLaufzeitFinanzierungs­ quelleHöhe der Mittel (in Euro)Projekt­ status
CROP (Combined Regenerative Organic food Production)Deutsches Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR)-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin2015–2026institutionelle Förderung6,4 Mio.laufend
EDEN InitiativeDLR-Institut für Raumfahrtsysteme2015–2026institutionelle Förderung9,1 Mio.laufend
Marktuntersuchung LebenserhaltungssystemeUniversität Stuttgart2/2026– 11/2026Raumfahrtprogramm für Innovation und internationale Kooperation350 656,62laufend
Untersuchung der Potenziale und der Machbarkeit von Hybrid-Lebenserhaltungssystemen in der RaumfahrtUniversität Stuttgart1/2012– 12/2020Nationales Raumfahrtprogramm1 603 165,06abgeschlossen
Photobioreaktor am Advanced Closed Loop System ACLS in Columbus – PBR@ACLS –Airbus Defense and Space GmbH3/2015– 8/2019Nationales Raumfahrtprogramm4 710 352,69abgeschlossen
PBR@SLR (Phase E) – Photobioreaktor am Advanced Closed Loop System ACLS in ColumbusAirbus Defence and Space GmbH11/2017– 2/2020Nationales Raumfahrtprogramm713 268,71abgeschlossen
Bau eines Mikroalgenbasierten ModuLES- Bioreaktormoduls für systembiologische Forschung unter Weltraumbedingungen – Phase BOHB System AG8/2012– 3/2015Nationales Raumfahrtprogramm2 287 901,36abgeschlossen
Ergänzung des Mikroalgen-basierten ModuLES- Bioreaktormoduls für systembiologische Forschung unter Weltraumbedingungen mit einer Media Recycling Unit – Präphase B2OHB System AG10/2015– 4/2017Nationales Raumfahrtprogramm881 854,53abgeschlossen
Langzeittests und Erstellung eines Designkonzepts zur Nutzung des ModuLES-PBR unter Weltraumbedingungen; sowie Machbarkeitsanalyse zur Mikrogravitationsanpassung des Durchflusszytometers und Einbindung in das ModuLES-SystemOHB System AG9/2017– 4/2018Nationales Raumfahrtprogramm522 401,56abgeschlossen
Sensoreinheitsentwicklung für die ModuLES- Media Recycling Unit für NO3-Messung und Lab-on-a-Chip Entwicklung für PO4 und SO4 MessungOHB System AG11/2018– 7/2019Nationales Raumfahrtprogramm301 833,53abgeschlossen
ModuLES-Photobioreaktor – Bau eines MDLE-Funktionsmodells des ModuLES- Systems unter Einbindung eines SauerstoffakkumulatorsOHB System AG11/2019– 01/2021Nationales Raumfahrtprogramm505 332,62abgeschlossen
Frage 2 Seite 3

An welchen seit dem Jahr 2015 begonnenen oder fortgeführten Forschungs- und Entwicklungsvorhaben der ESA zu regenerativen oder geschlossenen Lebenserhaltungssystemen waren oder sind deutsche Hochschulen, Forschungseinrichtungen oder Unternehmen beteiligt (bitte nach Vorhaben, deutschen Einrichtungen beziehungsweise deutschen Unternehmen, Laufzeiten und Auftrags- beziehungsweise Fördervolumen aufschlüsseln, soweit der Bundesregierung hierzu Angaben vorliegen)?

Antwort

Phase C/D des Advanced Closed Loop System (ACLS) ist unter industrieller Führung von Airbus Defence and Space und COL-CC (DLR) in einer betriebsunterstützenden Rolle. Das ACLS ist ein regeneratives System zur Aufbereitung von Luft und wurde als Technologiedemonstrator auf der International Space Station (ISS) betrieben. Der Betrieb des ACLS fand zwischen den Jahren 2018 bis 2024 statt. Die seit dem Jahr 2015 angefallenen Kosten sind Teil der in diesem Zeitraum angefallenen ISS-Betriebskosten. Eine kurzfristige Aufschlüsselung der seit dem Jahr 2015 angefallenen Einzelkosten für ACSL ist daher nicht möglich.

Frage 3 Seite 3

Welche Strategien, Technologie-Roadmaps oder vergleichbaren Planungen der Bundesregierung, des DLR oder der ESA unter deutscher Beteiligung bestehen für die Entwicklung regenerativer Lebenserhaltungssysteme für astronautische Langzeitmissionen, und welche zeitlich bestimmten technologischen Meilensteine sind darin vorgesehen?

Antwort

Bezüglich zukünftiger Entwicklungen regenerativer Lebenserhaltungssysteme wird im DLR die Studie LAM-GTD durchführt. Bis zum 31. August 2026 wurden bereits wesentliche Entwicklungsmeilensteine erreicht, die die Grundlage für zukünftige Aktivitäten legen: Das Vorabdesign wurde fertiggestellt, internationale Partnerschaften mit Kanada und den USA erfolgreich initiiert und etabliert sowie das Preliminary Requirements Review (PRR) erfolgreich abgeschlossen. Darüber hinaus wurden kleinere Mock-ups zur Erprobung von Funktionen und des Gesamtsystemkonzepts aufgebaut sowie Marktanalysen zur Evaluierung von Potenzialen für einen Technologietransfer in die deutsche Wirtschaft durchgeführt. Die erstmalige integrierte Erprobung ist nach aktuellem Stand für das Jahr 2032 vorgesehen.

Die deutsche Raumfahrtagentur befindet sich aktuell in der Durchführung einer Marktuntersuchung für Lebenserhaltungssysteme. Das Ergebnis der Marktuntersuchung wird deutsche Technologien und Fähigkeiten im Vergleich zum internationalen Markt aufzeigen und anhand von Technologielücken für zukünftige Missionsszenarien besondere Entwicklungspotentiale sowie Entwicklungs-Roadmaps samt Zwischenmeilensteinen liefern. Auch die European Space Agency (ESA) befindet sich aktuell in einer Neustrukturierung ihrer Aktivitäten zur Entwicklung von Lebenserhaltungssystemen. Dabei sollen sowohl kurz- als auch mittel- und langfristige Missionsbedarfe abgedeckt werden.

Frage 4 Seite 4

Für welchen Zeitpunkt ist nach aktuellem Planungsstand der Anschluss des EDEN-LUNA-Gewächshauses an die LUNA-Anlage vorgesehen, und aus welchen Gründen weicht dieser Zeitpunkt von den bislang vom DLR veröffentlichten Planungen eines Anschlusses spätestens im Jahr 2026 ab?

Antwort

Geplant ist der Anschluss aktuell für das zweite Quartal des Jahres 2027. Grund für die Verzögerung ist ein Brand beim externen Aufbereiter des EDEN-LUNA Containers, bei dem Teile der Einrichtung vernichtet wurden.

Frage 5 Seite 4

Aus welchen Finanzierungsquellen sollen der für das Jahr 2027 angekündigte Anschluss von EDEN-LUNA, dessen Inbetriebnahme und der anschließende Betrieb finanziert werden, und in welcher Höhe sind hierfür Mittel vorgesehen?

Antwort

EDEN-LUNA wird als Teil der LUNA-Infrastruktur nicht separat ausgewiesen. Bei DLR-interner Nutzung erfolgt die Finanzierung über die DLR-Grundfinanzierung, bei Nutzung durch Externe werden die Kosten durch die Externen getragen.

Frage 6 Seite 4

Welche quantifizierten technischen Zielwerte wurden für EDEN-LUNA hinsichtlich der Produktion essbarer Biomasse, des Energiebedarfs, des Wasser- und Nährstoffbedarfs beziehungsweise ihrer Rückgewinnung sowie des erforderlichen Arbeitsaufwands der Besatzung festgelegt, und welche entsprechenden Ist-Werte wurden bis zum 31. August 2026 erreicht?

Antwort

Da sich die EDEN-LUNA derzeit noch in der Aufbauphase befindet und der Schwerpunkt auf der Erprobung und Weiterentwicklung von Technologien und Optimierung des Gesamtsystems liegt, wurden zum 31. August 2026 noch keine quantifizierten technischen Zielwerte zu den genannten Themenfeldern generiert.

Frage 7 Seite 5

In welcher Höhe wurden seit Beginn der Entwicklung des Lunar Agriculture Module – Ground Test Demonstrator (LAM-GTD) Mittel des DLR oder anderer deutscher öffentlicher Stellen für dieses Vorhaben eingesetzt (bitte nach Jahren und Finanzierungsquellen aufschlüsseln)?

Antwort

Derzeit handelt es sich um ein Konzept, für welches keine ausgewiesenen Mittel eingesetzt werden.

Frage 8 Seite 5

Welche Entwicklungs- und Erprobungsmeilensteine wurden für den LAM-GTD festgelegt, welche davon waren zum 31. August 2026 abgeschlossen, und für welchen Zeitpunkt ist die erstmalige integrierte Erprobung des vollständigen Demonstrators vorgesehen?

Antwort

Da es sich derzeit um eine Konzeptstudie handelt, die im September des Jahres 2026 begonnen wurde, waren keine Meilensteine zum 31. August 2026 abgeschlossen. Die erstmalige integrierte Erprobung ist für das Jahr 2032 vorgesehen.

Frage 9 Seite 5

Welche technischen oder organisatorischen Folgerungen wurden aus dem Softwareproblem der Mission Eu, aufgrund dessen das namensgebende biologische Experiment nicht initiiert werden konnte, für nachfolgende DLR-Vorhaben zu regenerativen Lebenserhaltungssystemen gezogen, und in welchen Vorhaben wurden diese Folgerungen umgesetzt?

Antwort

Der Bundesregierung liegen keine Informationen zu einer Mission Eu vor.

Frage 10 Seite 5

Auf welche ESA-Programme beziehungsweise Programmelemente innerhalb der auf der ESA-Ministerratskonferenz 2025 von Deutschland für die astronautische und robotische Exploration gezeichneten rund 885 Mio. Euro entfallen Vorhaben zur Entwicklung von Lebenserhaltungs-, Habitat- oder vergleichbaren Versorgungssystemen für astronautische Missionen, und in welcher Höhe hat Deutschland die jeweiligen Programme beziehungsweise Programmelemente gezeichnet?

Antwort

Vorhaben zur Entwicklung von Lebenserhaltungs-, Habitat- oder vergleichbaren Versorgungssystemen für astronautische Missionen finden im Europäischen Explorationsrahmenprogramm (European Exploration Envelope Programme, E3P) statt. Auf die laufende Periode dieses Programms (2026 bis 2028) bezog sich auch die in der Frage genannte Zeichnung auf der ESA-Ministerratskonferenz 2025. Aufgrund der Natur als Rahmenprogramm erfolgt hier keine Zeichnung von Einzelelementen. Die Programmplanung erfolgt über die Genehmigung von Aktivitäten in regelmäßig vorgelegten Arbeitsplänen.

Folgende Aktivitäten im Bereich der Lebenserhaltungssysteme wurden bisher aus dem Budget der ESA-Ministerratskonferenz 2025 genehmigt:

Tabelle auf Seite 5, 6 · 5 Zeilen × 3 Spalten
AktivitätMittel aus dem E3P (in T Euro)Mittel aus DE (in T Euro)
Phase-1-Studie zur Entwicklung eines Feuchtigkeitsentfernungs- und CO₂-Reinigungssystems.1 000500
Phase-1-Studie zur Entwicklung eines Systems zur Kontrolle von Spurenverunreinigungen für die Luftreinigung.1 000500
Phase-1-Studie zur Entwicklung eines Systems für das Stoffwechselabfallmanagement in der astronautischen Raumfahrt.1 000500
Weiterentwicklung des Analysing Interferometer for Ambient Air (ANITA)1 000600–800
Weiterführende Aktivitäten an der MELiSSA Pilot Plant1 3000

Weitere Aktivitäten im Bereich der Lebenserhaltungssysteme sind aktuell von der ESA-Exekutive aus Finanzmitteln der ESA-Ministerratskonferenz 2025 geplant, wurden den Mitgliedstaaten jedoch noch nicht als Aktivitäten zur Genehmigung vorgelegt.

Frage 11 Seite 6

Welche bereits beschlossenen oder finanzierten integrierten Erprobungen von Lebenserhaltungssystemen sind in der LUNA-Anlage unter Einbeziehung von FLEXhab, EDEN-LUNA oder weiteren Lebenserhaltungssystemen vorgesehen (bitte nach beteiligten Systemen, geplantem Erprobungszeitraum und jeweiligem Erprobungsziel aufschlüsseln)?

Antwort

Es werden in der LUNA-Anlage kontinuierlich Technologien getestet. Hierbei handelt es sich zum großen Teil um Technologien von externen Firmen. Die Zeiträume und Erprobungsziele werden ausschließlich durch die beteiligten Firmen kommuniziert.

Frage 12 Seite 6

In welcher fachlichen oder finanziellen Form sind das Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat oder Einrichtungen seines Geschäftsbereichs derzeit an Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zur Nahrungsmittelproduktion oder zu geschlossenen Nährstoffkreisläufen für astronautische Langzeitmissionen beteiligt?

Antwort

Es liegt keine fachliche oder finanzielle Beteiligung vor.