Ruimtevaartorganisaties durven er hun vingers nog niet aan te branden. Maar het bedrijf SpaceLife Origin gaat de uitdaging aan.

Hier in Nederland kunnen zwangere vrouwen er eindeloos over twijfelen: gaan ze voor een ziekenhuis- of een thuisbevalling? Als het aan SpaceLife Origin ligt, komt er echter binnenkort nog een optie bij: een bevalling in de ruimte. Op dit moment staat die eerste ruimtebevalling gepland voor 2024. De tijdlijn is ambitieus, zo geeft ook Egbert Edelbroek, Chief Innovation Officer bij SpaceLife Origin, toe. Maar dat het ergens in het komende decennium gaat gebeuren, is volgens hem vrij zeker. “Die kans is zo’n 80%, schat ik.”

De missies
De bevalling in de ruimte is de derde missie die SpaceLife Origin in het komende decennium hoopt te ontvouwen en heeft de toepasselijke naam ‘Mission Cradle’ gekregen. De missie wordt voorafgegaan door ‘Mission Ark’ en ‘Mission Lotus’ die respectievelijk reeds in 2020 en 2021 moeten gaan plaatsvinden. Hoewel een bevalling in de ruimte natuurlijk enorm tot de verbeelding spreekt, geven ook de twee andere missies genoeg stof tot nadenken. Tijdens ‘Mission Ark’ – die reeds volop in voorbereiding is – zullen sperma- en eicellen in een satelliet rondom de aarde worden geplaatst en bestudeerd. En tijdens ‘Mission Lotus’ zullen sperma- en eicellen in de ruimte bij elkaar worden gebracht, waarna er voor het eerst een bevruchting in de ruimte plaats kan vinden. En dan is het – mogelijk in 2024 dus al – tijd voor Mission Cradle: een op aarde bevruchte vrouw zal hoogzwanger gelanceerd worden en vervolgens op een slordige 400 kilometer afstand van het aardoppervlak bevallen. “Een kleine stap voor een baby, maar een enorme babystap voor de mensheid,” aldus Edelbroek, verwijzend naar Neil Armstrong’s uitspraak bij zijn eerste stap op de Maan.


NASA-onderzoekers bereiden menselijk sperma voor op een vlucht naar het ISS. Afbeelding: NASA.

Plan B
Het zijn baanbrekende ideeën die op behoorlijk wat scepsis en regelrechte kritiek kunnen rekenen. Maar Edelbroek en collega’s zien de missies bijna als een soort roeping. “We zien dit als onze verantwoordelijkheid,” legt Edelbroek in een gesprek met Scientias.nl uit. “Het gaat niet zo goed met de aarde. Zo verschijnt de laatste tijd bijvoorbeeld het ene na het andere rapport dat aangeeft dat we te weinig doen om klimaatverandering af te remmen. Het kan zomaar betekenen dat het op relatief korte termijn heel uitdagend wordt om hier op aarde te leven. We moeten wel aan een plan B werken.” En dat plan B is het koloniseren van andere hemellichamen. “Maar het liefst wil je natuurlijk dat die buitenaardse nederzettingen onafhankelijk van de aarde kunnen gedijen en groeien, wat betekent dat we ons dus ook aldaar moeten kunnen voortplanten.” Maar hoe gaat dat precies in zijn werk in de ruimte? Het is een vraag waar nu nog geen eenduidig antwoord op te geven is. In de weinige studies die ernaar zijn gedaan, eisen dieren een hoofdrol op. Aan experimenten met menselijke voortplantingscellen hebben ruimtevaartorganisaties zich nog nauwelijks gewaagd. Zo stuurde NASA recent pas voor het eerst menselijke spermacellen naar het ISS om te verkennen hoe zij zich in de ruimte bewegen. In andere woorden: het onderzoek naar de menselijke voortplanting in de ruimte staat nog in de kinderschoenen.

“Traditionele ruimtevaartorganisaties focussen zich op de uitdagingen die geopolitiek gezien de hoogste prioriteit hebben”

Onderzoek van Alexander Layendecker, verbonden aan het Institute for Advanced Study of Human Sexuality, onderschrijft dat. Hij heeft onderzoek gedaan naar wat er nog moet gebeuren voor voortplanting in de ruimte tot de mogelijkheden behoort en ontdekte dat er nog heel wat vragen onbeantwoord blijven. “Traditionele ruimtevaartorganisaties focussen zich op de uitdagingen die geopolitiek gezien de hoogste prioriteit hebben, zoals het bouwen van het internationale ruimtestation of een reis naar Mars,” zo vertelt hij aan Scientias.nl. “De behoefte aan menselijke voortplanting in de ruimte ontstaat pas als we andere hemellichamen gaan koloniseren.” Bemande missies naar de maan en Mars staan inmiddels op de agenda, maar de planning ervan wordt voor nu gedomineerd door meer basale vraagstukken: hoe komen we daar? En hoe gaan we ons daar in leven houden? Aan de vraag hoe we ons daar gaan voortplanten, wordt vooralsnog weinig aandacht besteed. “Er zijn een paar NASA-artsen geweest met een achtergrond in obstetrie en gynaecologie die zeer beperkte voortplantingsexperimenten hebben uitgevoerd met kleine dieren zoals muizen en ratten. Roscosmos, ESA en JAXA (de Russische, Europese en Japanse ruimtevaartorganisaties, red.) hebben ook wat kleine experimenten gedaan, maar ik denk dat de focus van vrijwel elke nationale ruimtevaartorganisatie altijd gericht zal zijn op het verkrijgen en behouden van toegang tot de ruimte.” Geopolitieke motieven zitten dus in de weg. Maar er speelt meer, zo ontdekte Layendecker, toen hij uitzocht waarom bijvoorbeeld NASA zo terughoudend is. “Voortplanten betekent – als je het op de ouderwetse manier doet – dat er seksuele activiteit plaatsvindt en dat is onder politieke en culturele druk in de VS traditioneel gezien toch een zodanig taboe dat NASA zich daar niet mee bezig wil houden.” Edelbroek voegt toe: “Het is voor met belastinggeld betaalde ruimtevaartorganisaties en wetenschappelijke instituten heel lastig, omdat het toch een controversieel onderwerp is.” Private organisaties zoals SpaceLife Origin kunnen – mits ze ruimdenkende investeerders achter zich scharen – wat meer lef tonen. En dat moet ook, vindt Edelbroek. Wachten tot de Amerikaanse overheid seks niet langer als een taboe zit, is geen optie. Daarvoor is de urgentie waarmee veel problemen op aarde zich momenteel aan ons opdringen volgens Edelbroek te groot.

Hier zie je de Ark: een satelliet die straks gevuld met sperma en eicellen rond de aarde moet gaan cirkelen. Afbeelding: SpaceLife Origin.

De ark
Het laatste verklaart ook de ambitieuze tijdlijn die SpaceLife Origin er in dit prille stadium van haar bestaan op nahoudt. Binnen twee jaar wil de organisatie al een flinke verzameling menselijke voortplantingscellen in een baan rond de aarde brengen. “We zijn al vrij ver met de voorbereidingen,” vertelt Edelbroek. “De voortplantingscellen gaan in onze plannen in een speciale kluis (de Ark) die in een voor ons ontworpen satelliet vervolgens gelanceerd wordt.” Net zoals we op aarde reeds een doemdagkluis gevuld met allerlei planten- en bomenzaden onderhouden, cirkelt er als het aan SpaceLife Origin ligt straks ook zo’n met menselijk zaad gevulde kluis rondom de aarde. Enerzijds zou zo’n Ark ooit dezelfde functie kunnen vervullen als de doemdagkluis en dus dienst doen als een soort ‘verzekering’: zelfs als de mensheid onverhoeds op het randje van uitsterven komt, is er nog hoop in de vorm van die goedgevulde kluis die rond de aarde cirkelt. Maar wie zijn hoop op die zadenkluis richt, wil natuurlijk wel zeker weten dat sperma- en eicellen geen hinder ondervinden van een langdurig verblijf in de ruimte. En dat is exact wat SpaceLife Origin met Mission Ark wil achterhalen. “De grootste uitdaging is toch wel om de sperma- en eicellen te beschermen tegen straling. Dat kun je fysiek doen door de satelliet op te bouwen uit stralingsbeschermende materialen, maar dan ben je er nog niet. Daarom combineren we die aanpak met celbehandelingen die erop gericht zijn dat de cel stralingsbestendiger wordt. Er zijn reeds meerdere van deze behandelingen ontwikkeld en op aarde onder gesimuleerde ruimtecondities getest. Tijdens een validatiemissie wordt dit in de ruimte gefinetuned, waarna de Ark-missies voor klanten van start gaan.”


Een kijkje in de Ark. Afbeelding: SpaceLife Origin.

Lotus
De resultaten van die studies kunnen dan weer gebruikt worden tijdens Mission Lotus, waarbij er daadwerkelijk een bevruchting in de ruimte moet plaatsvinden. “Deze missie zal met name uit moeten wijzen welke impact de zwaartekracht – en een gebrek daaraan – heeft op de embryo-ontwikkeling,” legt Edelbroek uit. “Experimenten op aarde suggereren dat zwaartekracht van grote waarde is bij de ontwikkeling van een embryo en dan met name vanaf de vijfde dag. En dan rijst de vraag of bijvoorbeeld de veel zwakkere zwaartekracht op Mars sterk genoeg is voor embryo-ontwikkeling.” Om dat te achterhalen, willen Edelbroek en collega’s meerdere Lotus-missies opzetten, waarbij de bevruchting elke keer onder net iets andere zwaartekrachtsomstandigheden plaatsvindt. Zo kan de impact van de zwaartekracht nauwkeurig onderzocht worden. Tenminste: als het lukt om in de ruimte tot een bevruchting te komen. Want dat hangt uiteindelijk niet alleen van de zwaartekracht af. “Ook het automatiseren van de vitrificatie – het proces dat het mogelijk maakt om geslachtscellen langer te bewaren – is een uitdaging. Hier op aarde wordt vitrificatie al volop gebruikt, maar daar komen altijd mensenhanden aan te pas.” En die zijn tijdens Mission Lotus even niet voorhanden. Maar Edelbroek ziet dat niet als een onoverkomelijk probleem en verwacht nog steeds dat er ergens in 2021 in een baan om de aarde embryo’s gecreëerd worden. Die embryo’s zullen terugkeren naar de aarde voor onderzoek. “We gaan ze uitgebreid onderzoeken en de gezonde embryo’s worden vervolgens teruggeplaatst in de baarmoeder van de eiceldonor.”

Deze artistieke impressie laat een Dream Chaser zien die op een Atlas V-raket is geïnstalleerd. Afbeelding: Sierra Nevada Space Systems (via Wikimedia Commons).

Cradle
En daarna is het tijd voor Mission Cradle: een bevalling in de ruimte. “De bevruchting zou gewoon op aarde plaatsvinden,” benadrukt Edelbroek. “Alleen de bevalling doen we in de ruimte.” Ook tijdens deze missie moet dan blijken welke rol de zwaartekracht speelt. “Aangenomen wordt dat zwaartekracht niet noodzakelijk is voor een soepele bevalling.” Het is nogal een experiment. En dan hebben we het niet alleen over de bevalling in de ruimte. Maar bijvoorbeeld ook over de lancering van een hoogzwangere vrouw en niet veel later de terugkeer van een kraamvrouw en pasgeboren baby. “Zowel tijdens de lancering als terugkeer naar de aarde krijg je normaliter te maken met flinke g-krachten,” stelt Edelbroek. “Maar er zijn reeds bedrijven die werken aan een wat comfortabelere reis waarbij je aan minder g-krachten wordt blootgesteld.” Hij denkt dan bijvoorbeeld aan de Dream Chaser van Sierra Nevada Corporation. “De bevalling zou in zo’n Dream Chaser plaats kunnen vinden, waarna we de vrouw en pasgeboren baby een vrij comfortabele terugreis kunnen bieden.”

De sprong wagen
Het zijn behoorlijk ambitieuze plannen. En het is nogal een stap als je bedenkt dat er tot voor kort slechts enkele voortplantingsexperimenten in de ruimte hebben plaatsgevonden en dieren daarin eigenlijk altijd een hoofdrol hebben opgeëist. De vraag dringt zich dan op of we wel klaar zijn de SpaceLife Origin-missies. We legden de kwestie voor aan Layendecker, die precies weet wat er op dit gebied tot op heden is gedaan en welke grote vraagtekens er nog zijn. “Ik zou zeggen dat wanneer je dit (de SpaceLife Origin-missies, red.) vandaag zou oppakken, we er nog niet klaar voor zijn om die sprong te wagen, omdat er nog heel veel onbekend is. Maar ik denk dat we met de juiste focus en besteding van middelen wel een succesvolle route uit kunnen stippelen. De vraag is alleen of dat in een paar jaar gaat lukken of dat we daar meer tijd voor nodig hebben.” Layendecker benadrukt nog eens dat we ons met dergelijke experimenten op onontgonnen terrein begeven. “Het is alsof je naar een puzzel met 500 stukjes kijkt, waarvan we nog maar een paar stukjes op de juiste plek hebben liggen. Ik denk dan ook dat het absoluut belangrijk is dat we als soort zorgvuldig met dit soort onderzoek omgaan, want er staat ontzettend veel op het spel. Ik pleit ervoor om nog veel meer dierproeven te doen – het liefst langdurige experimenten die meerdere generaties beslaan – om de hiaten in onze kennis op te vullen alvorens we gaan experimenteren met primaten en uiteindelijk mensen. We willen zoveel mogelijk kennis verzamelen alvorens we zwangere vrouwen en baby’s blootstellen aan de gevaren die de ruimte met zich meebrengt. Natuurlijk moeten we die sprong een keer gaan wagen, maar als we dat doen met zoveel mogelijk kennis op zak, zijn onze kansen dat het een succes wordt, veel groter.”

“De grootste zorg die je kunt hebben, is dat het creëren van nieuwe generaties in de ruimte straks voor een handvol mensen is weggelegd”

Taak
Het brengt ons bij een ander en veelgehoord kritiekpunt. Zijn dit soort experimenten waarmee we ons op werkelijk onontgonnen terrein begeven, eigenlijk wel aan commerciële organisaties zoals SpaceLife Origin besteed? Zouden ze niet het werk moeten zijn van nationale ruimtevaartorganisaties, in nauwe samenwerking met wetenschapsinstituten? Layendecker is er in zijn onderzoek heel helder over. Hij pleit voor de oprichting van een privaat gefinancierd, non-profit wetenschapsinstituut dat onderzoek gaat doen naar seksualiteit en voortplanting in de ruimte. SpaceLife Origin – dat tot wel 125.000 dollar denkt te rekenen voor het lanceren van zaad- en of eicellen en tot wel 5 miljoen dollar voor een bevruchting in de ruimte – voldoet nu niet direct aan die criteria. Toch verbaast het Layendecker allerminst dat een commerciële organisatie deze taak op zich neemt. “Bedrijven zoals SpaceX hebben de kosten van toegang tot de ruimte al enorm teruggebracht, dus ik denk dat bedrijven die ontwikkeld zijn om ons gezondere en comfortabelere levens in de ruimte te bieden, snel zullen volgen. Het voordeel van een commercieel bedrijf dat een bepaald doel nastreeft, is ook dat het een goede reden heeft om een gezond bedrijfsplan op te stellen en na te streven; het is immers in hun eigen belang om het doel te bereiken, zodat het bedrijf en de investeerders er beter van kunnen worden. Ik zou dan ook zeggen dat ik niet heel bezorgd ben over het feit dat dit onderzoek nu plaatsvindt middels een commerciële organisatie. De grootste zorg die je kunt hebben, is dat het creëren van nieuwe generaties in de ruimte straks voor een handvol (vermogende) mensen is weggelegd. Maar die zorg was er bij eerdere vormen van technologische vooruitgang ook altijd en uiteindelijk kon de massa er toch van profiteren en is iedereen er beter van geworden.” Ook Edelbroek benadrukt dat SpaceLife Origin zich zeker niet alleen op de elite wil richten. Het bedrijf vindt het heel belangrijk dat ook zaad- en eicellen van mensen die niet over de financiële middelen beschikken om deze te laten lanceren, een plekje in de Ark krijgen en hoopt een investeerder te vinden die dat ook zo ziet en dat wil bekostigen. “We willen minimaal 25% non-profit plaatsen creëren – en het liefst nog veel meer – om zo de diversiteit te waarborgen.” Over de kritiek dat het bedrijf vooral een commerciële inborst heeft en maar weinig wetenschappers bij het project betrokken zijn, kan Edelbroek kort zijn. “Verschillende universiteiten en wetenschappelijke instituten zijn enthousiast over en betrokken bij SpaceLife Origin. De namen van die instellingen kan ik nog niet noemen en zullen we in een later stadium stapsgewijs blootgeven. Maar we doen er in ieder geval alles aan om de wetenschappelijke focus te behouden.”

Astronaut André Kuipers aan boord van het ISS. Afbeelding: NASA.

Op dit moment voert een groep studenten aan de Cranfield University bijvoorbeeld een verkennend onderzoek uit dat draait om de Ark-missie die dus al in 2020 werkelijkheid moet worden. Zij voeren dat onderzoek uit als onderdeel van hun masterstudie Astronautics & Space Engineering. “We werken sinds oktober 2018 aan de Mission Ark,” zo vertelt professor David Cullen, begeleider van de studentengroep, aan Scientias.nl. “En we hopen onze rapporten in april 2019 af te hebben. We verwachten dan een gedetailleerde beschrijving van de complete missie, de missie-activiteiten en het ruimtevaartuig te hebben, waarbij we verschillende opties en bijbehorende kosten verkennen.” Afgaand op het werk dat tot op heden verzet is, kan Cullen al wel iets zeggen over de grootste uitdagingen die hij tijdens deze eerste missie voorziet. Zo is het een uitdaging om een geschikte baan en het juiste materiaal te vinden voor de ruimtecapsule en er zo voor te zorgen dat de ei- en zaadcellen aan een minimale hoeveelheid straling worden blootgesteld. En de tijdlijn die SpaceLife Origin ambieert, maakt het er ook niet gemakkelijker op. “Afgaand op de huidige status lijkt een vlucht in het eerste kwartaal van 2020 mij een behoorlijke uitdaging,” aldus Cullen. “Ik zie dat meer als een streven, bedoeld om de missie een impuls te geven, maar technisch gezien lijkt een latere lancering mij aannemelijker.” Hij benadrukt dat de studentengroep bij het ontwerp van de missie zoveel mogelijk een beroep probeert te doen op bestaande componenten en subsystemen, om zo de tijd die nodig is om de missie daadwerkelijk te ontwikkelen, terug te dringen. Tegelijkertijd is de missie vrij uniek en zullen er met name ter bescherming van de ei- en zaadcellen nieuwe systemen ontwikkeld, geïntegreerd en getest moeten worden. “En dat maakt de lancering in het eerste kwartaal van 2020 heel optimistisch.”

De reageerbuisjes waarin de zaad- en eicellen in de ruimte worden bewaard. Het idee is dat de donors het gedoneerde materiaal kunnen monitoren en bijvoorbeeld met een app kunnen zien waar de Ark zich bevindt en beelden gemaakt door camera’s aan boord van de Ark kunnen bekijken. Afbeelding: SpaceLife Origin.

Ethiek
Optimistisch of niet: Edelbroek verwacht dat de missies er uiteindelijk gaan komen. Naast technische hindernissen zijn er dan echter ook nog de nodige ethische bezwaren en daarmee samenhangende onderbuikgevoelens waarmee moet worden afgerekend. Want zijn deze plannen ethisch gezien wel verantwoord? “Er bestaat geen twijfel over dat een verblijf in de ruimte slechts is voor je gezondheid, met name als het wat langer duurt, wordt vrijwel elk systeem in je lichaam aangetast,” aldus Layendecker. “Bemanningsleden in het ISS hebben in een periode van zes maanden of langer in bepaalde delen van hun skelet tot wel 20% van hun botmassa zien verdwijnen door een gebrek aan zwaartekracht. En aangezien dat effecten zijn die we zien bij volwassen, gezonde mensen, is het best zorgwekkend te bedenken wat straling en een gebrek aan zwaartekracht doet met de ontwikkeling van het skelet en andere systemen in jongere mensen: baby’s in de baarmoeder, pasgeboren baby’s en jonge kinderen, die nog steeds groeien. Resultaten van het kleine aantal onderzoeken onder zoogdieren dat tot op heden is uitgevoerd – en dan met name de resultaten van postnataal onderzoek – geven extra reden tot zorg.” Daar komt nog eens bij dat astronauten er zelf voor kiezen om de ruimte in te gaan en eventuele effecten die een verblijf in de ruimte op hun gezondheid heeft, voor lief te nemen. Ongeboren of pasgeboren kinderen maken die keuze niet zelf. “Alleen de moeder kan dat doen.” Maar tegenover al die ethische bezwaren staat het belang van dit soort onderzoek. En dat wil Layendecker toch ook graag benadrukken. “Het ultieme doel is dat we een multiplanetaire soort worden en zo voorkomen wordt dat onze soort uitsterft als er sprake is van meerdere calamiteiten op aarde. Dus je moet een balans vinden tussen de ethiek omtrent het uitrollen van dit soort onderzoeken en het belang van het voorkomen van ons eigen uitsterven, aangezien voortplanting op een andere planeet nodig zal zijn voor ons overleven op lange termijn.”

“Eigenlijk is het niet te geloven dat we dit moeten doen,” merkt Edelbroek op. “Het is heftig. Maar we kunnen niet anders, omdat het hier op aarde niet goed gaat.” Deels zijn de SpaceLife Origin-plannen dan ook bedoeld om mensen wakker te schudden. “Het zou het mooiste zijn als we uiteindelijk geen plan B nodig hebben.” Maar Edelbroek durft er niet op te hopen en is vastbesloten door te zetten. “Die eerste en tweede missie gaan we komend decennium realiseren, dat weet ik voor 90 tot 95 procent zeker. Stapsgewijs zullen we zo leren hoe mensen zich buiten de aarde kunnen voortplanten en hoop en mogelijkheden bieden aan generaties op het moment dat het leven op aarde onverhoopt toch te uitdagend wordt.”