Solein® führt die Liste der NASA-Alternativen für Weltraumnahrungssysteme an
Im August dieses Jahres erreichte Solar Foods einen wichtigen Meilenstein, indem es in der dritten und letzten Phase der Deep Space Food Challenge die internationale Kategorie gewann. Der von der NASA (National Aeronautics and Space Administration), der CSA (Canadian Space Agency) und der Methuselah Foundation organisierte Wettbewerb soll Innovationen im Bereich der Nahrungsmittelsysteme für langfristige Weltraummissionen fördern. Solar Foods wurde dadurch veranlasst, sein bahnbrechendes Produkt - Solein, ein mikrobielles Protein, das mit Strom, Kohlendioxid, Wasserstoff und Wasser hergestellt wird - zu testen und zu verfeinern. Arttu Luukanen, Senior Vice President of Space & Defence bei Solar Foods, berichtet über den Weg, die Herausforderungen und die Zukunftsaussichten für das Ziel der Menschheit, Leben außerhalb der Erde zu erhalten.
Die Wasserwirtschaft des Habitats
Solar Foods
Warum hat Solar Foods an der Deep Space Food Challenge teilgenommen?
Die Deep Space Food Challenge ist eine der Centennial Challenges der NASA, bei der die Öffentlichkeit direkt aufgefordert wird, revolutionäre Lösungen für Probleme zu finden, die für die NASA von Interesse sind. Bei diesem Problem ging es darum, wie künftige Weltraummissionen mit nachhaltigen Lebensmittelproduktionssystemen ausgestattet werden können. "Stellen Sie sich unseren Planeten als Raumschiff Erde vor", sagt Luukanen. "Genau wie im Weltraum müssen wir auch auf unserem Planeten die Ressourcenkreisläufe schließen und sicherstellen, dass nichts verschwendet wird. Lebensmittel aus dem Weltraum sind das beste Beispiel für eine Kreislaufwirtschaft, bei der der einzige Input Energie ist".
Je weiter sich die Weltraummissionen von der Erde entfernen, desto unrentabler werden die herkömmlichen Methoden der Lebensmittelversorgung. Schon jetzt kostet es Zehntausende von Dollar, nur ein Kilogramm Lebensmittel in die erdnahe Umlaufbahn zu schicken. Der Versand von Lebensmitteln zum Mars wird nicht nur unerschwinglich, sondern Lebensmittel, insbesondere Proteine, würden während der mehrjährigen Mission zum roten Planeten auch verderben. Angesichts der geplanten Anwesenheit von Menschen auf dem Mond im Rahmen des Artemis-Programms der NASA und der Ambitionen, Astronauten auf den Mars zu schicken, wird die Nahrungsmittelproduktion im Weltraum nicht nur wichtig, sondern entscheidend. Solar Foods trat mit dem Ziel zum Wettbewerb an, eine langfristige Lösung für diese Herausforderungen zu finden, und bot mit Solein eine Möglichkeit an, nahrhafte Lebensmittel im Weltraum zu erzeugen, indem es Ressourcen nutzt, die bereits an Bord von Raumschiffen oder Mondbasen vorhanden sind - darunter Kohlendioxid und Wasserstoff, die wichtigsten Rohstoffe, die zur Herstellung von Solein benötigt werden.
Die Erfolgsformel von Solein: der Wasserkreislauf
Die Deep Space Food Challenge war in mehrere Phasen gegliedert, wobei über 300 Teams an der ersten Runde teilnahmen. Solar Foods musste ein erstes Konzept für die Funktionsweise ihres Bioreaktors im Weltraum entwickeln und die Ein- und Ausgänge des Systems detailliert beschreiben. Solein, das erste Produkt von Solar Foods, spielte eine zentrale Rolle für den Erfolg des Unternehmens in diesem Wettbewerb. Solein wird durch ein Biofermentationsverfahren hergestellt, das sich von Wasserstoff und Kohlendioxid ernährt, und ist nicht nur nachhaltig, sondern auch äußerst effizient. Solein schont eine der wertvollsten Ressourcen im Weltraum - Wasser.
Einer der wichtigsten Durchbrüche kam, als das Team erkannte, dass seine Technologie kritische Wasserkreisläufe im Weltraum schließen könnte. "In Weltraumhabitaten wird Sauerstoff durch die Spaltung von Wassermolekülen erzeugt. Während der Sauerstoff von der Besatzung genutzt wird, wird der Wasserstoff normalerweise in den Weltraum abgeleitet, wodurch wertvolles Wasser verschwendet wird. Indem wir diesen Wasserstoff und das von den Astronauten auf dem Raumschiff ausgeatmete CO2 in unseren Prozess einspeisen, können wir das Wasser zurückgewinnen und gleichzeitig Solein produzieren", erklärt Luukanen. Mit dieser Lösung wurde eine der wichtigsten Herausforderungen für langfristige Weltraummissionen angegangen: die Aufrechterhaltung einer nachhaltigen Wasserversorgung. Die Innovation passt perfekt zu den langfristigen Zielen der NASA für die Nachhaltigkeit von Weltraummissionen, insbesondere in Anbetracht des kürzlich veröffentlichten Decadal Survey der National Academies, in dem erhebliche Investitionen in die Entwicklung bioregenerativer Lebenserhaltungssysteme empfohlen werden.
Überwindung von Herausforderungen
Die Deep Space Food Challenge zu gewinnen war keine leichte Aufgabe. Eine große Hürde war der Umgang mit explosiven Wasserstoff- und Sauerstoffgemischen im Bioreaktor. "Wir arbeiten mit kleinen Reaktoren, etwa 40 bis 50 Litern, und mussten sicherstellen, dass es keine Situationen gab, in denen der Prozess schief gehen konnte. Obwohl die eingesetzte Energie nicht ausreicht, um katastrophale Schäden zu verursachen, hat die Sicherheit oberste Priorität", so Luukanen.
Außerdem stellt die Mikrogravitation im Weltraum eine besondere Herausforderung dar. Auf der Erde verhalten sich Gase und Flüssigkeiten vorhersehbar, aber im Weltraum ändert sich ihre Bewegung drastisch, was die Konstruktion von Bioreaktoren wesentlich komplexer macht. "Im Weltraum können wir uns nicht auf die gleichen Reaktordesigns verlassen, die wir auf der Erde verwenden", erklärt Luukanen. "Unser System muss völlig autonom sein, denn die Astronauten werden nicht die Zeit haben, die Geräte ständig zu überwachen und anzupassen."
Eine weitere Herausforderung war die Sicherstellung der Qualität des Endprodukts. Während auf der Erde die Qualitätskontrolle häufig durch Laborverfahren wie Petrischalen-Tests erfolgt, sind im Weltraum fortschrittlichere und automatisierte Systeme erforderlich, um zu überprüfen, ob das Produkt sicher und nicht kontaminiert ist.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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