Bisher waren Astronauten während Weltraumflügen auf Fertiggerichte angewiesen. Mit dem Ziel, Missionen über größere Distanzen und längere Zeiträume zu starten, hat die NASA nun einen Wettbewerb ins Leben gerufen, der eine neue Ära nachhaltiger Ernährung im Weltraum einläuten soll.
„Die auf der Internationalen Raumstation verwendeten Fertiggerichte sind 18 Monate haltbar“, sagte Ralph Fritsche, leitender Projektmanager für Weltraumfrüchte am Kennedy Space Center der NASA in Florida. „Wir haben derzeit keine Lebensmittel, die für eine Marsmission ausreichen würden. Das gleiche Problem wird bei längeren Mondmissionen auftreten.“
Laut NASA wird es noch eine Weile dauern, bis Menschen den Mars erreichen, doch eine Reise zum Mond könnte bald Realität werden. Im Jahr 2024 plant die NASA, im Rahmen des Artemis-Programms vier Astronauten um den Mond zu schicken. Dies wäre die erste Mondlandung seit Apollo 17 im Jahr 1972. (Apollo 17 (7. bis 19. Dezember 1972) war die letzte Mondlandung im Apollo-Programm der NASA und zugleich die letzte Mondlandung eines Menschen. Ziel der NASA ist es, die Kampagne zur Rückkehr von Menschen zum Mond wiederaufzunehmen. Der Aufenthalt dort wird nicht nur wenige Tage, sondern möglicherweise Wochen, Monate oder sogar länger dauern.
Um die Ernährung von Astronauten auf Langzeitmissionen zu verbessern, startete die NASA im Januar 2021 die Deep Space Food Challenge. Unternehmen wurden aufgefordert, neue Wege für den Anbau nachhaltiger Lebensmittel vorzuschlagen. Von den ursprünglich 200 Unternehmen sind in der zweiten Phase (ab Januar 2023) nur elf Teams vertreten, darunter acht US-amerikanische und drei internationale. Am 19. Mai gab die NASA die Teams bekannt, die es in die Endrunde des Wettbewerbs geschafft haben. Die Gewinnerteams werden im April 2024 bekannt gegeben, nachdem ihre Vorschläge eingehender geprüft wurden.
„Phase 2 ist eine Demonstration auf Küchenniveau. In Phase 3 werden die Teams aufgefordert, ihre Technologie zu skalieren. Sie müssen nachweisen, dass ihr Lebensmittelsystem drei Jahre lang ununterbrochen betrieben werden kann und ausreichend Nahrung für eine vierköpfige Besatzung auf einer zukünftigen Weltraummission liefert. Die Vorschläge sollten darauf abzielen, eine Vielzahl nahrhafter Lebensmittel für Astronauten zu produzieren“, sagte Herblet.
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| Air Company - einer von fünf Finalisten mit Sitz in den Vereinigten Staaten, |
Die Air Company, einer der fünf Finalisten mit Sitz in den USA, hat ein Nahrungsmittelsystem entwickelt, das das von Astronauten im Weltraum ausgestoßene Kohlendioxid (CO2) zur Weinherstellung nutzt, aus dem dann essbare Lebensmittel angebaut werden können. Das Unternehmen erforscht außerdem Möglichkeiten, aus CO2 Alkohol für Flugzeugtreibstoff und Parfüm herzustellen.
„Nahrungsmittel aus Luft herzustellen, mag seltsam klingen, ist aber eigentlich viel einfacher“, sagte Stafford Sheehan, Mitgründer und Technologiechef der Air Company. „Wir nehmen CO2, kombinieren es mit Wasser und Strom und erzeugen so Protein.“
Bei dem Prozess entsteht Alkohol, der dann gärt und „etwas Essbares“ erzeugt, so Sheehan. Das Unternehmen hat ein Protein entwickelt, das dem aus Seitan, einem veganen Fleischersatz, ähnelt. „Es schmeckt ziemlich gut. Das System wird kontinuierlich gären, um Astronauten mit Nahrung zu versorgen. Wann immer man im Weltraum Lust auf ein Protein hat, stellt man eines aus dieser wachsenden Hefe her.“
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| Konzept des Interstellar Lab in Florida. |
Interstellar Lab, ein US-amerikanischer Finalist der Phase 3 in Florida, verfolgt ebenfalls einen anderen Ansatz. Sein System namens NUCLEUS besteht aus einem modularen Satz toastergroßer Boxen. Jede Box ist in sich geschlossen und verfügt über ein eigenes Feuchtigkeits-, Temperatur- und Bewässerungssystem. Das Design ermöglicht es Astronauten, problemlos verschiedene Gemüsesorten und sogar Insekten wie die Schwarze Soldatenfliege anzubauen, die als vielversprechende Proteinquelle gilt. „Wir bringen ein kleines Stück des Ökosystems der Erde ins All“, sagte Barbara Belvisi, Gründerin und CEO des Unternehmens. „Man kann Pilze, Insekten und Sprossen gleichzeitig züchten.“
Astronauten werden drei bis vier Stunden pro Woche für das Pflanzen, Beschneiden und Kultivieren von Nutzpflanzen benötigen, doch vieles davon wird von KI gesteuert. „Die NASA will menschliche Eingriffe nicht völlig ausschließen“, sagt Belvisi. Das Unternehmen hat außerdem größere, aufblasbare Gehäuse namens BioPods entwickelt, die eines Tages auf dem Mond oder dem Mars zum Einsatz kommen sollen.
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Einer der drei ausländischen Finalisten ist das schwedische Unternehmen Mycorena. Sein Lebensmittelproduktionssystem AFCiS stellt durch Pilzfermentation ein Protein namens Mykoprotein her, um tierische oder pflanzliche Quellen zu ersetzen. „Mykoprotein hat einen sehr hohen Proteingehalt, bis zu 60 %, und ist außerdem reich an Ballaststoffen, Vitaminen und Nährstoffen sowie fett- und zuckerarm“, sagt Kristina Karlsson, Forschungs- und Entwicklungsleiterin des Unternehmens. „Mykoprotein selbst hat keinen großen Geschmack, es ist sehr neutral, wie Umami oder Hefebrot. Durch die Verarbeitung, einschließlich der Kombination mit Aromen oder Gewürzen, können verschiedene Lebensmittel wie Burger oder Nuggets entstehen. Ein an das System angeschlossenes Modul druckt die Pilze in 3D in der gewünschten Lebensmittelform. „Sie können auf dem Bildschirm auswählen und ein Stück Hühnchen essen“, sagt Karlsson.
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| Das AFCiS-System von Mycorena (links) produziert ein nährstoffreiches Mykoprotein, das auch in 3D-gedruckte Formen gebracht werden kann. |
Die Gewinnerideen dieses Wettbewerbs werden zwar nicht unmittelbar bei zukünftigen Mondlandekampagnen zum Einsatz kommen, zeigen aber laut NASA die Machbarkeit zukünftiger Weltraummissionen. „Man muss Jahre im Voraus beginnen, um sicherzustellen, dass man die nötigen Kapazitäten hat, wenn man sie braucht. Diese Kapazitäten sehen vielversprechend aus“, sagte Fritsche, leitender Projektmanager für Weltraumpflanzenproduktion am Kennedy Space Center der NASA in Florida.
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