To drivhus med tomatfrø ble mandag kveld sendt opp til lavt jordkretsløp sammen med kunstig urin, bakterier og alger for å simulere matproduksjon i baser på Månen og Mars. Oppdraget blir driftet med dansk utstyr.
Hvis vi skal bygge baser hvor det kan bo mennesker på Månen og Mars, må de også ha noe å spise – og gjerne ferske matvarer.
Derfor sendte den tyske romfartsorganisasjonen Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mandag kveld (etter en del utsettelser av utskytningen) en satellitt opp i lav jordbanehøyde for å studere på nært hold hvordan planter vokser i miljøer hvor tyngdekraften er annerledes enn her på Jorden.
Oppdraget heter Eu:CROPIS (Euglena and Combined Regenerative Organic-Food Production in Space) og består av to drivhus, pakket ned i en satellitt på én kubikkmeter som inneholder et fullt vekstsett med 12 tomatfrø, «jord» og næring.
Biologene har valgt ut dvergtomaten Micro-Tina som testplante, og frøene er lagt i et vekstmedium i hvert av de to drivhusene sammen med de andre vekstfaktorene. Disse er blant annet lysdioder, som simulerer Solen, kunstig produsert urin, som via et filter av lavastein med bakterier skal bidra med næringsstoffer, samt en bestand av alger som deretter fjerner ammoniakken.
– Det som jeg ble veldig begeistret for ved dette oppdraget er at alle kan forstå hvorfor det er interessant. I filmen The Martian så vi hvor viktig det er å kunne dyrke mat i denne typen miljøer, selv om den selvfølgelig også var tilsatt en god porsjon Hollywood, sier systemingeniør Jakob Fromm Pedersen i den danske teknologibedriften Terma.
- Vil 3D-printe rombase: En sverm av små roboter kan sette opp de første byggene på Mars
Strøm til store romoppdrag
Han har vært med på prosjektet siden starten i 2012. På den tiden var han ansatt som systemingeniør i DLR med ansvar for hele strømforsyningen til satellitten. Anbudet på den sentrale delen av strømforsyningen – den såkalte PCDU-en – ble vunnet av Terma. Etter at han fikk ny jobb i 2017, er han fremdeles med på sidelinjen, men nå på produsentsiden.
PCDU-en kan konvertere 500 watt fra satellittens solpaneler, og er konstruert for å forsyne satellittens enheter og nyttelast med strøm samt å sørge for at oppladningen av batteriet foregår kontrollert.
Ifølge Jakob Fromm Pedersen minner PCDU-en mye om den som har vært med på tidligere oppdrag som Rosetta og Galileo IOV-oppdragene, som Terma også var med på.
Rosetta var romsonden som for fire år siden landet på kometen 67P/Tjurjumov-Gerasimenko, og Galileo IOV var de første fire satellittene i Galileo-konstellasjonen; det kommende alternativet til det amerikanske GPS-navigasjonssystemet.
- Bli med til vår nærmeste planet: 360°-video fra Mars
Komplisert oppdrag
Biologene som jobber med oppdraget kommer fra det tyske universitetet Friedrich-Alexander Universität ved Nürnberg og fra DLR i Köln, og de har konstruert og utviklet de kompakte drivhusene som er med i satellitten. Og sammenlignet med å lande på en komet eller å bestemme posisjonen på Jorden via satellitt, skulle man umiddelbart tro at det var enklere å dyrke tomater.
– Jeg trodde at det var et forholdsvis enkelt oppdrag, men det er virkelig mange ting som man må holde styr på i en slik prosess. Man får en helt naturlig respekt for andre fagområder når man jobber så tett sammen som vi har gjort, forteller Jakob Fromm Pedersen, som nå har fått et godt innblikk i hele oppdraget.
Når det blir gjort plass til to separate drivhus i satellitten, skyldes det at det er to forskjellige miljøer som skal simuleres.
I løpet av de første to ukene blir den 230 kg tunge satellitten nøye sjekket for å se at alt innholdet fortsatt har det bra, og så blir den langsomt rotert opp i en hastighet som gir en kunstig gravitasjon på 0,16 G, noe som tilsvarer til tyngdekraften på Månen.
Hvis det fremdeles står bra til med bakterier og alger i satellitten, settes den store prosessen i gang.
- Se de første bildene: Nasa er fornøyd med Mars-sondens landingsplass
Urin som næringsstoff
Frøene må ha en del næringsstoffer, og de kommer som sagt fra kunstig urin. Ideen bak dette er naturligvis at astronauter i fremtiden kan vanne planene sine selv med avfallsstoffer fra egen kropp, og dermed kan dette være en utmerket metode for å kvitte seg med disse restproduktene.
Urinen er for sterk i seg selv for plantene, siden urinstoff blir nedbrutt til ammoniakk. Dermed blir den først filtrert ved hjelp av et 400 ml biofilter av lavastein, hvor det bor en rekke mikroorganismer.
Disse mikroorganismene bryter ned ammoniakken til nitritt, som kan brukes som gjødsel til plantene.
Som en ekstra foranstaltning er det også installert et 500 ml kar med den encellede algen euglena gracilis, som mer enn gjerne konsumerer ammoniakken. Og får de også tilgang til lys, kan de bruke energien til å danne oksygen til omgivelsene, noe som er svært nyttig, fram til fotosyntesen fra plantene kommer i gang.
Den blir satt i gang ved hjelp av lysdioder i satellitten, og deretter er håpet at tomatene vil spire og innen rimelig tid produsere spiselige tomater. Hele prosessen vil bli svært nøye overvåket av sensorer og mange kameraer.
Sammenlignes med drivhus på Jorden
Etter seks måneder går satellitten inn i en raskere rotasjon, og boks to blir satt i gang. Nå er plantene på Mars ved 0,38 G, og hele prosessen begynner forfra. Tanken er deretter at når begge prosjektene er fullført, vil man også se på om de frøene som tomatene produserer kan begynne på en ny syklus, samt hva som skjer når plantene komposterer i rommet.
– Opprinnelig ville vi gjerne også ha sendt opp et tredje drivhus som skulle undersøke prosessen i 0 G, altså i helt vektløs tilstand, men det ble fjernet. Det kunne forøvrig også vært interessant i forhold til dyrking på lange romferder, sier Jakob Fromm Pedersen.
I tillegg står det et par lignende drivhus her nede på Jorden. De skal, ved 1 G, være en målestokk for om det er en reell forskjell på miljøene. Når det har gått et års tid, og begge prosjektene er avsluttet, vil satellitten brenne opp i atmosfæren.
– Det er et veldig interessant oppdrag, og respekten min for biologi har økt veldig etter at jeg har vært med på dette prosjektet, sier Jakob Fromm Pedersen.
- Ny Nasa-ekspedisjon planlagt i 2021: Se hvordan helikopteret skal fly over Mars-overflaten
Flere satellitter skutt opp samtidig
Satellitten er sendt opp fra Vandenberg-basen i California med en Falcon 9-rakett fra SpaceX.
Dette skjedde mandag kl. 19:31 norsk tid, og satellitten har blitt sendt opp til lavt jordkretsløp, altså omkring 575 km over Jordens overflate. Her gjennomfører den 15 kretsløp hvert døgn.
Det var i tillegg med flere andre satellitter om bord på denne godsraketten, blant annet et stykke romkunst, Orbital Reflector.
Denne artikkelen ble først publisert på ing.dk.
