'The sky is the limit' is het motto van de vertical farming sector, maar Space Lab Technologies LLC gaat nóg verder.
Space Lab Technologies LLC is een bedrijf uit Colorado met de missie om de verkenning van de ruimte te verbeteren door de ontwikkeling van technologie. Een van de focusgebieden is het telen van gewassen in de ruimte, aan boord van een ruimteschip met de LilyPond of op Mars met de MarsOasis.
Volgens Christine Escobar, vicepresident en CBO van Space Lab, "zijn er veel voordelen aan het telen van voedsel voor een ruimteschip, waaronder psychologische. Het is beter om verse groenten en planten aan boord te hebben om te helpen bij een deel van de psychologische stress waar een astronaut last van kan hebben."
De MarsOasis
Lichtgewicht
De MarsOasis is een kas, ontworpen voor gebruik op het oppervlak van Mars. Omdat de transportkosten van het materiaal nogal hoog zijn, moest de kas niet te veel wegen en makkelijk te vervoeren zijn in een ruimteschip. Space Lab ontwierp MarsOasis zo dat hij opblaasbaar is. Aangekomen op Mars wordt hij dan verstijfd om de omstandigheden op de rode planeet aan te kunnen.
Ondanks dat het oppervlak van Mars niet zoveel zonlicht krijgt als de aarde, is er nog steeds genoeg om planten te laten groeien. Het bouwen van kassen op Mars ligt nog steeds in de onbepaalde toekomst, maar de LilyPond van Space Lab kan zeker al veel sneller gebruikt worden. Dat is technisch gezien gewoon een teeltkamer uitgerust met LED, maar dan voor gebruik aan boord van een ruimteschip.
Volgens Christine is "LilyPond eigenlijk een vertical farm in een kleine doos die kan werken in microzwaartekracht, wat het moeilijkste deel is. In essentie is het een teeltkamer, maar het grootste verschil tussen een teeltkamer op aarde en één in de ruimte, is het effect van microzwaartekracht."
Gewichtloosheid
Microzwaartekracht is de gewichtloosheid die ontstaat door de verminderde trekkracht van de zwaartekracht in de ruimte, vergeleken met het oppervlak van de aarde. Deze gewichtloosheid kan vooral problemen opleveren met het watergeven van de planten, een proces wat normaal hulp heeft van de zwaartekracht in de land- en tuinbouw op aarde. Om deze uitdagingen van microzwaartekracht te omzeilen heeft Space Lab de hydrocultuursystemen gebaseerd op capillaire werking en de aantrekkingskracht van water op andere oppervlakken.
"Je kan voordeel hebben van capillaire werken door voor oppervlakken te zorgen die water aantrekken, zodat het daarheen stroomt waar je het wil hebben. Ook gebruiken we materialen van een bepaalde vorm om de waterstroom te geleiden," zegt Christine.
Adam & Christine testen µg-LilyPond in microzwaartekracht op de NS-13 missie van Blue Origin in oktober 2020.
Terwijl capillaire werking water effectief kan geleiden in microzwaartekracht, betekent de aantrekking van het water naar oppervlakken dat het zich vastklemt aan plantwortels en een anaërobe omgeving kan creëren. Daarom moet de LilyPond niet teveel water in één keer geven; het moet genoeg zijn om aan de plantbehoefte te voldoen, maar niet zoveel dat de wortels stikken.
Lampen dicht op het gewas
De overkoepelende uitdaging van gewasproductie in de ruimte is de zeer gelimiteerde beschikbaarheid van grondstoffen, omdat aan alle materialen die worden vervoerd door het ruimteschip, en de ruimte die dat inneemt, een hoog prijskaartje hangt. Alles moet zo min mogelijk ruimte innemen aan boord, zo energie-efficiënt mogelijk zijn en zo weinig mogelijk onderhoud nodig hebben.
Wat betreft energie-efficiëntie heeft Space Lab belichting ontwikkeld die dicht op het bladerdak zit en weinig stroom nodig heeft. De lampen kunnen dus vlakbij de plant gehangen worden voor de fotosynthese, zonder het gewas te beschadigen. Zulke belichting zorgt dat de hoogte tussen de lagen verminderd kan worden en de dichtheid van de planten dus verhoogd. Het bedrijf moet de automatisering nog aanpakken, maar Christine legt uit dat dat een noodzaak is.
"Als je het hebt over het telen van voedsel aan boord van een ruimteschip, heb je het over het voeden van een crew die heel weinig tijd heeft. Hun dagelijkse schema staat exact op papier en het meeste wat ze doen is wetenschappelijk, niet het onderhouden van plantjes. Dus een van de grootste uitdagingen voor ruimtelandbouw is het zo automatisch mogelijk maken."
Weergave van het µg-LilyPond concept
Space Lab zit nu in de prototype-fase met LilyPond en MarsOasis. LilyPond werd in eerste instantie ontwikkeld voor de productie van eendenkroos, een zeer voedzame en snelgroeiende waterplant. Het systeem kan ook worden gebruikt voor de productie van bladgroente, microgroente, en volgens Christine misschien zelfs wortelgewassen. Er komt ook onderzoek naar het genetisch aanpassen van gewassen om dwergvarianten van vruchtgewassen te maken, waardoor bijvoorbeeld ook tomaten geteeld kunnen worden in de ruimte.
Terwijl Space Lab gefocust is op technologische ontwikkeling voor het verkennen van de ruimte door mensen, hoopt het bedrijf ook dat de technologieën nuttig kunnen zijn voor het verbeteren van de efficiëntie van telen op aarde. Space Lab wil ook graag de vertical farming sector beter leren kennen, en deed recente innovaties om overbodigheden tegen te gaan en belangrijke spelers te leren kennen.
"We willen graag meer te weten komen over bedekte teelten en vertical farming om te ontdekken of onze ruimtelandbouw-oplossingen waarde kunnen hebben voor indoor farming op aarde, of juist andersom," voegt directiesecretaresse Giovanna Marcantonio toe.
Voor meer informatie:
Space Lab Technologies LLC
Giovanna Marcantonio
gigi@spacelabtech.com
www.spacelabtech.com