Abgehoben: Space Food-Verpackungen

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Auch wer seinen Arbeitsplatz im Weltraum hat, muss essen. Und auch diese Nahrung muss verpackt sein, dabei sogar ganz anderen Anforderungen genügen und Bedingungen standhalten als auf der Erde. Strenge Richtlinien überwachen die Astronautennahrung – und deren Verpackung.

Die Anfänge von Astronautennahrung liegen in den 1960er Jahren. Geforscht wurde nach einer ausgewogenen Ernährung, die den Bedingungen im All standhält. Die Anforderungen an die Nahrung der Weltraumfahrer unterliegt strengen Richtlinien und sie muss ständig auf ausreichende Nährstoffe hin überprüft werden. In der Schwerelosigkeit verspürt ein Mensch weniger Hunger und Durst. Der Geschmack von Nahrungsmitteln wird immer schwächer, je höher man sich über dem Meeresniveau aufhält: Aus diesem Grund müssen die Speisen stärker gewürzt werden. Andererseits muss die Nahrung fast salzlos sein, um dem Knochenschwund im All entgegenzuwirken. Hinzu kommen die Anforderungen an die Verpackungen: Es gibt keine Kühlschränke an Bord, also muss die Nahrung so verarbeitet und verpackt werden, dass sie lange haltbar ist. Zu viel wiegen darf sie auch nicht, denn pro Person und Tag sind drei Mahlzeiten vorgesehen, wobei die durchschnittliche Tagesration etwa 1,6 Kilogramm pro Person beträgt.

Die erste Form von Space Food waren so genannte Energiewürfel: eine Mischung aus Proteinen, Fetten, Zucker und Nüssen, die mundgerecht zerkleinert und gefriergetrocknet in Kunsststofffolie vakuumverpackt waren. Etwas später gab es – schon etwas komplexer – getrocknete Speisen, die vor dem Verzehr in ihren Kunststoffbehältern mit Wasser vermischt wurden. Als Getränk gab es zum Beispiel sterilisiertes Apfelmus aus Aluminiumtuben.

Kalbsbäckchen im All

Sowohl die Nahrung ansich als auch deren Verpackung wurden seither Schritt für Schritt weiterentwickelt. Zunächst ersetzte man die Tuben durch Kunststoffbehälter, aus denen auch mit Messer und Gabel gegessen werden konnte. Mit den Fortschritten der Verpackungstechnik konnten gleichzeitig auch die Vielfalt und Qualität der Speisen verbessert werden. In den 1980er Jahren wählten die Astronauten bereits aus 200 verarbeiteten Lebensmitteln und durften sogar warme Speisen verzehren.
Heute können sich die Astronauten der NASA aus 74 unterschiedlichen Speisen und 20 Getränken ihre Menüs zusammenstellen. Derzeit domineren Gerichte aus Amerika, Russland und Japan den Speiseplan. Die europäische Weltraumbehörde ESA möchte vermehrt dem Geschmack der Europäer Rechnung tragen und beauftragte den deutschen Chefkoch Harald Wohlfahrt, der in enger Zusammenarbeit mit der ESA ein 3-Gänge-Menü aus regionalen Spezialitäten kreiierte, das bezüglich Verpackung, Transportfähigkeit, Haltbarkeit und Geschmack den Ansprüchen gerecht wird: Kartoffelsüppchen mit Majoran, Kalbsbäckchen mit Gemüse in Balsamico-Essig-Sauce und Zwetschgenkompott in Sternanis-Gewürzsud – verpackt in handlichen Konservendosen.

Pouch-Technologie

Auf der Suche nach der richtigen Verpackung für die Getränke wurden die Forscher im deutschen Heidelberg fündig: Das Unternehmen Indag produziert dort seit mehr als 40 Jahren den Standbodenbeutel für das internationale Kultgetränk „Capri Sonne“. Seit 2005 werden im Geschäftsbereich „Pouch Systems“ die Hochleistungsanlagen zur Herstellung und Abfüllung der Beutel nicht mehr nur für Capri Sonne, sondern inzwischen auch für andere Produkte der Lebensmittel- und Getränkeindustrie gefertigt. In Detailarbeit konstruierten die Ingenieure für die ESA einen Trinkbeutel mit 250 Milliliter Fassungsvermögen: „Unsere Produktentwickler haben sich mit großer Begeisterung dem Projekt gewidmet. Dass unser Standbodenbeutel den hohen Anforderungen der ESA gerecht wird, bestätigt unsere Leistungsfähigkeit“, freut sich Carsten Kaisig, Geschäftsführer von Indag und Capri Sonne.

Mit Leichtigkeit

Die ganz große Stärke der Indag-Standbodenbeutel ist ihre Leichtigkeit. Dass sie nur 4,05 Gramm pro Beutel wiegen und in leerem Zustand nur ein sehr geringes Abfallvolumen haben, war für die Experten der ESA entscheidend. Außerdem umhüllen sie die Getränke und Lebensmittel sicher und unter höchsten Hygienestandards. Seit 2004 produziert das Unternehmen auch den wiederschließbaren Trinkpack „Spouted Pouch“. Die Aufgabe bestand nun u.a. darin, das Fassungsvermögen dieses Beutels auf 250 Milliliter zu vergrößern und einen neuen Verschluss auf Basis des „Spouted Pouch“ zu integrieren. Wegen der Schwerelosigkeit wurde ein Anschlussstück mit Verschlussmembran benötigt. Unterstützt wurde der Verpackungsspezialist nun vom Spritzgießmaschinenhersteller Arburg, der auf Basis der vorgegebenen Anschlussgeometrie der ESA und in Abstimmung mit der Schweißkontur zum Indag-Beutel die entsprechenden Werkzeuge für das Anschlussteil und die zur Abdichtung nötige separate Membran herstellte. Um die exakte Öffnung des Flüssigkeitskanals zu erzeugen, wurde das Anschlussteil im Kernumspritzverfahren hergestellt. Das zweite Teil aus einem elastischen Werkstoff dient als Membran, die das Öffnen und Verschließen der Anschlussöffnung ermöglicht.

"Space Pouches" auf der ISS

Die ursprüngliche Bauteilgeometrie des Anschlusses wurde von der US-Regierung entwickelt. Deshalb waren sowohl eine Freigabe der NASA, als auch Recherchen zu lebensmittelechten Materialien bei der amerikanischen Arzneimittelzulassungsbehörde Food and Drug Administration (FDA) erforderlich. Die erste Lieferung von 80 „Space Pouches“, gefüllt mit zwei Eistee-Varianten, war bei der 20. Mission zur Internationalen Raumstation ISS zwischen Mai und November schon mit an Bord. Und für die Erweiterung der europäischen Space Food-Menüs konnten inzwischen weitere fünf Köche aus Italien, Belgien, der Schweiz und Spanien gewonnen werden.