ESA will Astronautennahrung aus Luft und Urin herstellen

close notice

This article is also available in English. It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.

Don’t show this again.

Die Versorgung von Astronauten auf mehrjährigen Missionen zum Mars oder einer dauerhaften Mondbasis stellt die Raumfahrt vor große logistische Herausforderungen. Jedes Kilogramm Nahrung, das von der Erde mitgenommen werden muss, verteuert die Mission erheblich. Die ESA setzt nun auf eine unkonventionelle Lösung: das Pilotprojekt HOBI-WAN (Hydrogen Oxidizing Bacteria In Weightlessness As a source of Nutrition) soll Proteine quasi "aus dem Nichts" erzeugen.

Möglich werden soll das durch ein Verfahren namens Gasfermentation, das bereits auf der Erde vom finnischen Unternehmen Solar Foods unter dem Produktnamen "Solein" kommerziell entwickelt wird. Dabei wandeln spezialisierte Mikroorganismen (Xanthobacter-Bakterien) Kohlendioxid, Wasserstoff und Stickstoff in essbare Proteine um. Das Ergebnis ist ein gelbliches Pulver, das zu einem hohen Anteil aus Protein besteht und dem Geschmack nach neutral sein soll.

Auf der Erde nutzt das Verfahren Kohlendioxid aus der Atmosphäre, im Weltraum würde das ausgeatmete CO₂ der Astronauten recycelt. Der benötigte Stickstoff soll aus einer besonders ungewöhnlichen Quelle stammen: Astronauten-Urin. Harnstoff, der Hauptbestandteil des Urins, enthält gebundenen Stickstoff, der sich für die Mikroorganismen aufschließen lässt. Wasserstoff würde durch Elektrolyse von Wasser gewonnen, wobei der entstehende Sauerstoff gleichzeitig die Atemluft auffrischen könnte.

Technische Hürden im Orbit

Die Übertragung des Verfahrens in die Schwerelosigkeit ist allerdings alles andere als trivial. In der Mikrogravitation verhalten sich Flüssigkeiten und Gase völlig anders als auf der Erde. Das HOBI-WAN-Projekt soll diese Probleme systematisch erforschen. Zunächst werden irdische Tests vorgenommen, bei denen die Bedingungen einer Weltraummission simuliert werden. Später könnten Experimente auf der Internationalen Raumstation ISS folgen. Von einem einsatzfähigen System trennen die Forscher noch Jahre der Entwicklung.

"Für Langzeitmissionen jenseits des Erdorbits ist Autonomie bei der Nahrungsmittelproduktion entscheidend", betont die ESA. Ein geschlossenes System, das Abfallprodukte recycelt und daraus neue Nahrung erzeugt, könnte bestimmte bemannte Missionen erst möglich machen.

Eine Mars-Mission würde nach heutigen Planungen mindestens drei Jahre dauern. Konventionelle Nahrungsmittel in ausreichender Menge mitzuführen, würde enorme Masse und Volumen beanspruchen. Selbst auf der ISS ist die Crew auf regelmäßige Versorgungsflüge angewiesen.

Gegenüber dem Anbau von Pflanzen, der ebenfalls erforscht wird, hat die Gasfermentation einen großen Vorteil: Sie benötigt keine großen Anbauflächen und kein natürliches Licht. Die Mikroorganismen arbeiten in kompakten Bioreaktoren und könnten theoretisch rund um die Uhr Proteine produzieren.

Gaumenfreuden im All?

Ob Astronauten das Proteinpulver tatsächlich als schmackhafte Bereicherung empfinden werden, bleibt abzuwarten. Die ESA erforscht parallel auch andere unkonventionelle Proteinquellen, darunter Insekten. Solein lässt sich vielseitig verarbeiten – als Zutat in Teigwaren, Protein-Shakes oder als Fleischersatz.

Das HOBI-WAN-Projekt ist Teil einer umfassenderen ESA-Strategie zur Vorbereitung bemannter Missionen ins tiefe All. Neben der Nahrungsproduktion arbeitet die Agentur an Lebenserhaltungssystemen, Strahlenschutz und psychologischen Aspekten langer Raumflüge.

(mki)