De European Space Agency doet onderzoek in het kader van het Melissa-project - op zoek naar mogelijkheden om kunstmatige ecosystemen op andere planeten te creëren. Simpel gezegd, wetenschappers willen erachter komen hoe ze andere planeten bewoonbaar kunnen maken voor mensen. Urine en uitwerpselen kunnen bijvoorbeeld worden verwerkt tot meststoffen, je hoeft alleen maar de juiste planten te kiezen, schrijft de Zwitserse krant.
De rechter onderarm van Grace Crain heeft negen cirkels op één lijn. Een daarvan is de aarde, ernaast is Mars. Een 25-jarige energieke Amerikaanse vrouw kreeg een tatoeage van het zonnestelsel.
Grace is van kinds af aan gefascineerd door de ruimte. Dat is niet verwonderlijk, want haar vader is een astrofysicus die algoritmen ontwikkelde voor Amerikaanse satellietbedrijven en nam zijn dochter al op jonge leeftijd mee naar wetenschappelijke conferenties.
Sinds september voert Grace Crane namens de European Space Agency (ESA) onderzoek uit aan de Zwitserse Higher Technical School (HTS) vestiging in Lindau. Haar werk maakt deel uit van het Melissa-project, dat op zoek is naar mogelijkheden om kunstmatige ecosystemen op andere planeten te creëren. Simpel gezegd, wetenschappers willen erachter komen hoe ze andere planeten bewoonbaar kunnen maken voor mensen.
Urine van HTS-toiletten
Het sleutelwoord hier is recycling. Het doel is om een perfecte ecologische kringloop te creëren waarin niets verloren gaat. “Het is tenslotte vreselijk oneconomisch om humus naar een andere planeet te sturen”, zegt Grace.
Daarom werkt het met wat zich op een volledig natuurlijke manier ophoopt: met menselijke urine en uitwerpselen. Momenteel probeert ze vast te stellen welke samenstelling van urine gunstig is voor de plantengroei. Urine wordt opgevangen in de toiletten van het Wateronderzoeksinstituut op de HTS. Het wordt verwerkt tot vloeibare meststof "Aurin".
Promotie video:
“Urine bevat om natuurlijke redenen veel zout. Naarmate we meer en meer zout consumeren, wordt onze urine zouter”, zegt Grace. Dit is een probleem omdat veel planten zout niet goed verdragen. Wat als het doel is om een ideale kringloop van stoffen te creëren? Een optie is om zoutminnende planten te kweken.
Eén type zout, perchloraat, wordt in hoge concentraties aangetroffen in Marszand. "Planten reageren er niet op, maar het is giftig voor mensen", legt Grace uit. Dus de scène uit de Hollywood-film The Martian, waar Matt Damon, verlaten op Mars, aardappelen verbouwt in zand vermengd met uitwerpselen, heeft weinig met de werkelijkheid te maken. Het enige alternatief is de schone verwijdering van menselijke uitwerpselen.
60 ratten zijn gelijk aan één persoon
Het volgende probleem in de ruimte is de locatie, hoe vreemd het ook klinkt. Temperatuurdalingen op Mars kunnen dag en nacht oplopen tot 100 graden, dus de planten zullen in kassen moeten worden gekweekt. "Ze hebben optimale planten nodig om te groeien die een uitgebalanceerd dieet kunnen bieden", zegt Grace. Soja wordt erkend als een van deze optimale planten.
Het volgende probleem is kooldioxide, dat wij mensen constant uitademen. Planten zullen het weer in zuurstof moeten omzetten, anders stikken de astronauten vroeg of laat. Om deze processen te onderzoeken heeft de European Space Agency een prototype gebouwd van een speciale faciliteit in Barcelona. Daarin moet zuurstof worden geproduceerd door algen. De afgesloten ruimte bevat 60 ratten, die samen ongeveer evenveel zuurstof verbruiken als één persoon. Toegegeven, er is een idee om Mars kunstmatig te verwarmen om daar open velden te ordenen. Maar Grace vindt haar onrealistisch.
Succesvolle experimenten
Maar het is heel goed mogelijk om planten te laten groeien. In januari slaagde de Chinese satelliet Chang'e-4 er voor het eerst in om katoenzaden te laten ontkiemen. En het Duitse Centrum voor Luchtvaart en Ruimtevaart heeft begin december een kassatelliet gelanceerd met tomaten en andere groenten aan boord in een bijna-baan om de aarde.
“Tijdens de vlucht wordt het effect van gewichtloosheid op de plantengroei onderzocht”, zegt Grace. Ook op het ISS zijn experimenten met planten uitgevoerd. "Planten hadden ook een psychologisch effect op astronauten, en ze herinnerden veel van de natuur in deze hightech capsule", zegt Grace. Een soortgelijk effect is waar te nemen op aarde: als je planten in een groot kantoor zet, worden werknemers daar comfortabeler.
Psychologische barrière
Volgens Grace Crane is de vestiging van Mars in de komende decennia heel goed mogelijk. "Het klinkt als sciencefiction, maar we leven in een tijdperk waarin steeds meer dingen werkelijkheid worden." Ze hoopt dat toekomstige verkenning van andere planeten de wetenschap dient, niet de handel: "Een hotel op Mars is helemaal niet nodig!" Maar ze gelooft dat er ruimtehotels zullen verschijnen waarin het mogelijk zal zijn om een paar dagen zonder zwaartekracht door te brengen.
Of mensen zich in de nabije toekomst op Mars zullen vestigen of niet, Grace beschouwt haar onderzoek als zinvol. Ze wordt gemotiveerd door de wens om de complexe ecologische relaties op aarde beter te begrijpen. Deze kennis komt hier ook van pas.
"We hebben bijvoorbeeld veel problemen met kunstmest, en bemesting met menselijke uitwerpselen kan veel van de problemen helpen oplossen." Daar zijn volgens haar technologische mogelijkheden voor. "Velen hebben echter een psychologische barrière, omdat in de middeleeuwen veel mensen stierven door menselijke uitwerpselen in drinkwater."
Jonas Gabrieli
