Tulpenveldje op rode planeet

Een kilo suiker is de op de maan heel wat duurder dan op aarde. Aan het transport ervan hangt een prijskaartje van tussen de 30.000 en 60.000 gulden. Geen wonder dat ruimtevaartorganisaties hun best doen om de hoeveelheid mee te slepen voedsel te beperken tot het hoognodige. De Amerikaanse hoogleraar mevrouw dr. Jean Hunter heeft een systeem ontworpen waarbij astronauten maar 15 tot 25 procent van de benodigde calorieën meenemen vanaf de aarde; de rest halen ze uit zelfverbouwde groenten.

Hunter –hoogleraar aan de Cornell University in Ithaca, Verenigde Staten– is adviseur van de NASA en becijferde dat een ruimtetuin van 120 vierkante meter genoeg is om zes astronauten van voedsel te voorzien. Een paar weken geleden vertelde ze op een congres van voedseltechnologen in Noordwijkerhout over haar werk. Aan het eind van haar verhaal kreeg ze, samen met de Nederlandse astronaut in spe dr. A. Kuipers, een zak tulpenbollen overhandigd. Kuipers werd op het hart gedrukt om een hoekje van het internationale ruimtestation ISS te reserveren voor een tulpenveldje; Hunter beloofde uit te zoeken of de bloembollen wel voedzaam genoeg zijn.

De hoogleraar houdt zich al jaren bezig met het zo efficiënt mogelijk verbouwen van gewassen aan boord van een ruimtestation of op een andere planeet. Als je een kwart van het benodigde eten voor een groep van zes personen meeneemt op een missie van twee jaar, betekent dat nog steeds 3000 kilo. Kassa. Het moet dus beter kunnen, vindt ze. Daarvoor zijn naast de gewassen in een eventueel te bouwen broeikas ook bacteriën, gisten of andere schimmels nodig. Die moeten ervoor zorgen dat alle onderdelen van de verbouwde planten benut worden.

Suiker raffineren
De dure kilo suiker is een goed voorbeeld. In het menu van de astronauten zitten voldoende koolhydraten, maar toch is losse suiker een onmisbaar gerecht in een keuken. Suiker raffineren uit zelfverbouwd suikerriet is bewerkelijk en kost veel energie. Daarom kwam Hunter op het idee om zetmeel uit gekookte rijst af te breken tot suiker met behulp van de schimmel Aspergillus oryzae. Het product heet amasake, een stroperige zoete vloeistof bekend uit de Japanse keuken.

De productie is eenvoudig: neem een portie gekookte rijst en kweek daar de schimmel op gedurende 40 uur, bij een temperatuur van 30 graden Celsius. Voeg daarna twee nieuwe porties rijst toe en verhoog de temperatuur naar 60 graden. De schimmel sterft nu, de enzymen gaan verder met het afbreken van het zetmeel. Na een halve dag is alleen een zoetige, doorzichtige slurrie over, die eruitziet als een milkshake en smaakt als honing. Werkt prima als zoetstof, maar helaas is de smaak nogal scherp. Het is dus niet geschikt om de aardbeien of het ijs zoet te maken, maar wel om ermee te bakken, zegt Rupert Spies, de kok uit de groep van Hunter.

Soortgelijke trucs hebben de Amerikaanse onderzoekers ook bedacht voor andere ingrediënten. Door de amasake te vergisten ontstaat rijstwijn, oxidatie daarvan door azijnzuurbacteriën levert azijn op. Uit tarwemeel en gist is het mogelijk brood te bakken. Sojabonen zijn de grondstof voor tempeh en andere vleesvervangers; met de juiste bacteriën of gisten ontstaat sojamelk, sojayoghurt of de kaasvariant soefoe.

Bijkomend voordeel is dat door deze bewerking veel gerechten langer houdbaar blijven, zodat de astronauten minder schaarse koel- of vriesruimte hoeven te reserveren voor hun voedsel. Bovendien is groenteafval nu beter te benutten: Hunter ontwikkelde een methode om oesterzwammen te kweken op de niet-eetbare stengels en wortels van de gewassen. „Je kunt wel olie uit pinda's halen, maar dan blijf je altijd met 60 of 70 procent afval zitten. Micro-organismen zijn veel beter dan planten in staat om vetten te maken. Zulke schimmels of bacteriën groeien prima op tarwe- of rijststro”.

Vuil ondergoed
Bacteriën zijn niet alleen bruikbaar om voedsel te verwerken, ze vormen ook een oplossing voor een vrij onbekend maar wel nijpend probleem in de ruimtevaart: wat doen we met de vuile onderbroeken? Russische onderzoekers ontwikkelden onlangs een cocktail van bacteriën die zich tegoed zullen doen aan onder meer de vuile papieren en katoenen onderbroeken van kosmonauten en astronauten. Daarbij produceren de bacteriën methaangas, wat weer goed van pas komt bij de energievoorziening. „Een revolutie in de wetenschap van biologische afbreekbaarheid”, zegt directeur Vjatjeslav Iljin van het Instituut voor biologisch en medisch onderzoek in Moskou.

Volgens Iljin kunnen de bacteriën plastic, cellulose en ander organisch afval aan. Het perfectioneren van de bacteriecocktail kan nog wel een jaar of tien duren, maar de onderzoekers denken klaar te zijn voor het jaar 2017, als de Russen voor het eerst kosmonauten op een interplanetaire missie sturen, waarschijnlijk naar Mars.

Ook al mogen astronauten maar eenmaal per week een schone onderbroek aantrekken, toch hoopt de vuile was zich pijlsnel op in een ruimtestation of ruimteschip. Weinigen weten het, maar de kosmonauten in de Russische Mir kunnen ervan meepraten. Zelfs samengeperst neemt de vuile was –die ook de bekende vochtige wegwerpwasdoekjes omvat– te veel kostbare ruimte in beslag. Per dag komt er voor elke astronaut gemiddeld 2,5 kilo bij. De waszakken worden opgehaald door een Progress-ruimtevrachtschip, maar daarvan komen er maar een paar per jaar bij de Mir. Langere missies verlangen dus een andere aanpak, zoals afbraak door bacteriën.

Bierbrouwerij
Opvallend aan de voedingsadviezen van prof. Hunter is de productie van sake, rijstwijn. Niet zozeer vanwege het recept, maar vanwege het traditioneel strenge beleid van de NASA: alcohol is absoluut verboden. „Maar als er zo'n basis op de maan of op een planeet komt, zit daar waarschijnlijk een internationale groep, die niet gebonden is aan de Amerikaanse richtlijnen. Bovendien, alcohol vervult een belangrijke behoefte, vooral voor bemanningen die dat gewend zijn op aarde”, formuleert ze voorzichtig. „We gaan ervan uit dat de bemanning in staat is een verantwoorde keuze te maken voor het gebruik van de alcohol die nodig is om het voedsel te bereiden”. Fluisterend: „Ik mag er officieel niet over praten, maar als een astronaut mij privé belt voor het recept... Ze zullen zeker in staat zijn om hun eigen bier te brouwen, als ze dat willen. Alle ingrediënten zijn aan boord”.

„Voedsel speelt een kritische rol in het complete psychologische welbevinden van geïsoleerde bemanningen”, zegt prof. D. Levitsky, hoogleraar voedingswetenschappen en psychologie aan Cornell University en eveneens betrokken bij het project. „We streven er daarom naar om de bemanning de verschillende menu's goed te leren kennen, hun het gevoel te geven dat ze het bereiden van het voedsel in de vingers hebben, en hun een gevoel van trots te bezorgen als ze iets lekkers hebben klaargemaakt. We geven ze daar speciale cursussen voor”.

Toch zal het menu in hoofdzaak vegetarisch blijven. „Sprinkhanen kweken is in principe wel mogelijk, maar ze verbruiken zuurstof, ze zijn moeilijk te bereiden en westerse astronauten houden er niet van”, zegt Hunter. Graskarpers, daar ziet ze nog wel een mogelijkheid voor. „In een gesloten kom”.