marsmissie

Er zijn nogal wat hindernissen die genomen moeten worden alvorens een lange ruimtereis, bijvoorbeeld naar Mars, werkelijkheid wordt. Eén van de grootste hindernissen betreft iets wat we allemaal dagelijks doen: eten, drinken en toiletteren. Maar aan een oplossing voor die hindernis wordt – heel dicht bij huis – hard gewerkt.

“Het grootste probleem van een reis naar Mars is dat deze reis heel lang duurt,” vertelt Rob Suters. “Zo’n trip duurt al snel drie jaar: een jaartje heen, een jaartje daar werken en een jaartje terug. Stel dat je zes mensen naar Mars stuurt, dan betekent dat dat er zo’n 36.000 kilo aan onder meer water en voedsel mee moet. Dat is onhandig en duur.” Maar het is zeker geen reden om een tripje naar Mars dan maar te vergeten. Op dit moment werken tal van onderzoekers in opdracht van ESA aan het MELiSSA-project (MELiSSA staat voor Micro-Ecological Life Support System Alternative). De beste wetenschappers binnen hun vakgebied werken binnen het project aan oplossingen die ertoe moeten leiden dat de kringloop die wij op aarde zo heel gewoon vinden (waterzuivering, afvalverwerking, recycling, etc.) straks ook op zeer efficiënte wijze in ruimtevaartuigen onderweg en op Mars plaats kan vinden.

Urine
“Eén van de doelstellingen die het MELiSSA-project voor ogen heeft, is het hergebruik van reststoffen,” vertelt Suters, verbonden aan IPstar BV, een partner van het MELiSSA-project. “Je moet dan denken aan het hergebruik van bijvoorbeeld CO2, urine en feces. Neem urine: in feite is dat voornamelijk water. Als we de zouten eruit halen, houden we water over. En ook uit feces kunnen we veel nutriënten halen die we kunnen hergebruiken, bijvoorbeeld als kunstmest.”

De enige manier om tot concrete oplossingen te komen: experimenteren, experimenteren en nog eens experimenteren. Foto: Universiteit van Barcelona.

De enige manier om tot concrete oplossingen te komen: experimenteren, experimenteren en nog eens experimenteren. Foto: Universiteit van Barcelona.

Voedsel
Die kunstmest kan weer gebruikt worden om aan boord van het ruimtevaartuig voedsel te kweken. “Het is praktisch niet haalbaar om een bemanning van zes man voldoende voedsel voor drie jaar mee te geven. En dus zullen ze hun eten lokaal moeten opkweken.” En ook daar wordt binnen het MELiSSA-project onderzoek naar gedaan. “Daarbij is het heel belangrijk dat het opkweken van voedsel efficiënt gebeurt, want in de ruimte is de energie schaars. Wetenschappers kijken dan ook goed naar de eigenschappen van voedsel en achterhalen zo de beste manieren om bijvoorbeeld een tomaat zo snel en goed mogelijk te laten groeien, zonder dat er daarbij een verlies aan smaak of voedingsstoffen optreedt.”

Op aarde
Het werk van de onderzoekers die binnen het MELiSSA-project actief zijn, heeft niet alleen implicaties voor verre ruimtereizen. “Veel van de oplossingen die onderzoekers bedenken, kunnen we ook op aarde toepassen,” stelt Suters. IPstar, het bedrijf waar Suters aan verbonden is, houdt zich daar specifiek mee bezig. “Het is onze taak om te kijken of we de oplossingen die bedacht worden ook op aarde kunnen gebruiken.” In veel gevallen is dat zo, want problemen in de ruimte bestaan vaak ook op aarde. “Neem bijvoorbeeld het kweken van voedsel in de ruimte: dat moet efficiënt, zonder al te veel gebruik van ruimte, energie en water. Ondertussen lezen we in de kranten dat de voedselprijzen op aarde stijgen, dat komt voornamelijk door inefficiënt gebruik van grondstoffen en daaruit volgende schaarste. Het MELiSSA-project toont aan dat het onder gecontroleerde omstandigheden kweken van planten het mogelijk maakt om beter om te gaan met de nutriënten die de plant nodig heeft en daardoor kunnen we op een kleiner oppervlak een grotere hoeveelheid groente produceren. Dat is ook heel belangrijk voor op aarde, zeker als de bevolking zo blijft groeien.”

Bij het MELiSSA-project zijn tal van bedrijven en universiteiten betrokken. Veel experimenten vinden plaats op de universiteit van Barcelona, waar zich een groot lab bevindt dat helemaal in het teken van MELiSSA staat. Foto: Universiteit van Barcelona.

Bij het MELiSSA-project zijn tal van bedrijven en universiteiten betrokken. Veel experimenten vinden plaats op de universiteit van Barcelona, waar zich een groot lab bevindt dat helemaal in het teken van MELiSSA staat. Foto: Universiteit van Barcelona.

Prestaties
Het MELiSSA-project loopt inmiddels al meer dan 21 jaar. En in die jaren zijn al heel wat oplossingen voor praktische problemen in de ruimte (en op aarde) bedacht. “Zo is er bijvoorbeeld een technologie ontdekt waarmee we schadelijke stoffen uit grijs (licht vervuild afvalwater dat bijvoorbeeld uit de wasmachine komt, red.), geel (water dat urine bevat, red.) en zwart (water dat feces bevat, red.) water kunnen halen. We houden dan schoon water en enkele restproducten, bijvoorbeeld zouten, over.” Een ander mooi voorbeeld van iets wat het MELiSSA-project heeft opgeleverd, betreft een bacterie. “Dat was eigenlijk een onbedoeld bijproduct van het project. Een bacterie die in de kringloop gebruikt wordt, werd door TNO getest op veiligheid (oftewel wat er gebeurt als een astronaut deze bacterie in het lichaam krijgt). Experimenten met muizen toonden aan dat de bacterie veilig was, maar ook dat deze ervoor zorgde dat het LDL-cholesterolniveau (het ‘slechte cholesterol’) sterk daalde. En dat biedt mogelijkheden: zo wordt deze bacterie op dit moment gebruikt om een cholesterolverlagend middel te ontwikkelen. Wetenschappers waren daar niet naar op zoek, maar dit rolde er per ongeluk uit.”

Onmisbaar
Hoewel het MELiSSA-project al verschillende problemen heeft aangepakt, loopt het nog lang niet op zijn einde. “Het gaat – zolang ESA blijft financieren, natuurlijk – nog wel eventjes door,” voorspelt Suters. Simpelweg omdat een basis op bijvoorbeeld de maan of Mars heel lastig wordt zonder de oplossingen waar onderzoekers binnen het project nu nog aan werken. Sterker nog: misschien is een basis op Mars zonder de input van het nog lang niet afgeronde project wel onmogelijk. “Een reis naar Mars waarbij een bemand ruimtevaartuig een rondje om Mars maakt, zou misschien nog wel kunnen,” aarzelt Suters. “Maar vanuit wetenschappelijk oogpunt is dat natuurlijk minder interessant.” Een landing en onderzoeksbasis op Mars is dan een stuk waardevoller. “Maar dat kan mijns inziens niet zonder de technieken die nu nog ontwikkeld worden.”

De nederzetting op Mars zoals Mars One deze voor zich ziet. Afbeelding: Mars One.

De nederzetting op Mars zoals Mars One deze voor zich ziet. Afbeelding: Mars One.

Mars One
En dan rijst natuurlijk de vraag: hoe lang moeten we nog op die technieken wachten? “Een moeilijke vraag, maar ik denk toch zeker nog wel twintig tot dertig jaar. Ik hoop natuurlijk sneller, want ik zou graag nog meewillen naar Mars.” Twintig tot dertig jaar: het staat in schril contrast met de plannen van bijvoorbeeld Mars One, een organisatie die al in 2023 een basis op Mars wil zetten. “Ik juich dat soort initiatieven wel toe, maar verwacht dat er nog een aantal technologische doorbraken nodig zijn,” stelt Suters. “Waar nodig zullen wij onze kennis en technologie delen.”

Meer dan 21 jaar geleden toen het MELiSSA-project startte, werd er al gedroomd over missies naar Mars. En de ambitie om Mars te bezoeken en mensen er zelfs (tijdelijk) te laten wonen, is alleen maar gegroeid. Wereldwijd wordt er hard gewerkt om die ambitie werkelijkheid te laten worden. Het gaat misschien niet zo hard als velen van ons zouden willen, maar langzaam maar gestaag komt die ambitieuze Marsmissie toch steeds dichterbij. “Dit onderzoeksproject is een onmisbaar onderdeel van onze ambitie om langdurig de ruimte in te gaan en zal een significante impact hebben op de ruimtevaartmissies die de komende jaren gepland worden,” voorspelt Suters. Overigens staat het MELiSSA-project daarbij natuurlijk niet op zichzelf. Ook andere ruimtevaartorganisaties – waaronder NASA – werken hard aan vergelijkbare oplossingen. “Helaas zijn de meeste ruimtevaartorganisaties nogal protectionistisch: iedereen heeft een eigen winkeltje en gaat als een kip op de gouden eieren zitten.” Er wordt wel wat samengewerkt, maar naar Suters zin te weinig. Het onderzoek zou door een samenwerking waarbij ruimtevaartorganisaties hun kennis delen en van elkaar leren, een vogelvlucht kunnen nemen. Maar dat zit er nu nog niet even in. “Dat is jammer,” vindt Suters. “Want dit gaat de hele mensheid aan en zulke dingen moet je niet voor jezelf houden.”