Op 19 november 2018 om 19.31 uur schoot het Duitse ruimtevaartcentrum DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) zijn Eu:CROPIS missie de ruimte in. De lancering vond plaats op de Vandenberg Air Force Base in Californië. Een Falcon 9 van het Amerikaanse ruimtevaartbedrijf SpaceX zal twee biologische levensondersteuningssystemen, bestaande uit kassen, zaden van tomaten, algen met een enkele cel en synthetische urine op een satelliet meenemen naar een locatie op 600 km afstand van de aarde. Het doel is dat de zaden ontkiemen in de ruimte en kunnen blijven groeien, doordat urine wordt omgezet wordt bemesting voor de planten. De missie is bedoeld om te laten zien hoe biologische levensondersteuningssystemen gebruikt kunnen worden om voedsel te leveren tijdens lange ruimtemissies. De Eu:CROPIS satelliet, die ongeveer één m3 groot is en 230 kg weegt, is ontworpen en gebouwd door DLR en de Friedrich Alexander University (FAU) in Erlangen–Nuremberg.
"Met de Eu:CROPIS missie doet DLR een belangrijke bijdrage aan toekomstige lange termijn missies, en laten ze zien of en hoe een gesloten biologisch levensondersteuningssysteem kan functioneren en voedsel kan produceren, op een locatie ver weg van de aarde. In dit proces heeft DLR nogmaals zijn expertise in het ontwerp en de bouw van satellieten bewezen," zegt Hansjörg Dittus, bestuurslid Ruimteonderzoek en Technologie bij DLR.
Een gesloten levensondersteuningssysteem
Eu:CROPIS staat voor 'Euglena and Combined Regenerative Organic-food Production in Space'. "Deze missie wil aantonen dat urine zelfs in de ruimte kan worden omgezet in voedingsstoffen," vertelt Jens Hauslage van het DLR Institute of Aerospace Medicine in Keulen. In de satelliet bevinden zich twee kassen, die ieder bestaan uit een gesloten systeem. De belangrijkste elementen van deze systemen zijn een biofilter en algen (Euglena gracilis). Het biofilter bestaat uit een kamer van 400 ml die gevuld is met lavastenen. Rondom en binnenin deze stenen bevinden zich bacteriën, die de urine die over de stenen stroomt door middel van een watercyclus in nitraat omzetten.
"De oplossing die overblijft na het omzetten van de urine wordt gebruikt om de tomaten te telen. Dit is een indicator dat ons project succesvol is in de ruimte," zegt Hauslage. De eencellige Euglena gracilis, ook wel bekend als alg, zal ook een belangrijke rol spelen in het systeem. Ten eerste produceren ze zuurstof, wat vooral belangrijk is bij het begin van het project, wanneer de tomaten nog geen zuurstof produceren door middel van fotosynthese. Ten tweede kan de Euglena het systeem ontgiften en het beschermen tegen een te hoog ammoniakgehalte, dat kan voorkomen als het biofilter niet goed werkt. "We gebruiken de eigenschappen van deze organismen om afval om te zetten in stoffen die we nodig hebben voor het telen van planten, in dit geval tomaten. Zo bereiden we ons voor op toekomstige lange termijn missies, zodat we astronauten dan van voeding kunnen voorzien," legt Hauslage uit. Hij en Michael Lebert (FAU in Erlangen) zijn de wetenschappelijke onderzoekers achter het project en leiden nu de Eu:CROPIS missie.
De processen die hierbij van toepassing zijn worden opgenomen door camera's en overgedragen aan het GSOC en het Microgravity User Support Center (MUSC). LED-verlichting zorgt voor een dag-en-nacht ritme, terwijl een druktank voor atmosferische druk zorgt, net zoals op aarde. Ook zijn er twee RAMIS (Radiation Measurement in Space) apparaten aan boord van de satelliet, die ontwikkeld zijn door het Institute of Aerospace Medicine. Deze meten het bestralingsniveau zowel binnen als buiten de satelliet tijdens de missie.
Voordelen voor de aarde
Verse groenten die goed groeien in de ruimte dankzij biologisch afval dat is omgezet in nuttige vloeistoffen zijn niet alleen noodzakelijk voor lange termijn missies in de ruimte, maar kunnen ook nuttig zijn voor gebruik op aarde. Als urine of ontlasting kan worden omgezet in vers water en voedingsstoffen voor planten, kan dit de leefomstandigheden in overbevolkte gebieden of in gebieden waar er een groot tekort is drinkwater, verbeteren.
Bron: DLR