Beam me up, spirulina 🚀 Dankzij deze alg, bieten en sla kunnen we straks naar Mars

Spirulina blijkt een uitstekende ruimtevaarder. De kleine alg is vierhonderd keer beter bestand tegen kosmische straling dan mensen. Bovendien kan ze iets wat tijdens langeafstandsmissies cruciaal is: afvalstoffen omzetten in zuurstof en voedsel. Of we ooit op Mars zullen belanden, hangt in grote mate af van een prehistorisch plantje, dat van ver voor de dinosaurussen stamt.

Meer dan dertig jaar werkt de European Space Agency aan een piepklein ecosysteem voor verre missies. Een cirkel, of beter gezegd een ringetje van leven, waarin alg, plant en mens dankzij elkaar bestaan. Het project fascineert me. Alleen al de naam. Melissa. Griekse godin van de honing. Een heilige bij die ons met de onderwereld verbindt. Het lijkt een ultieme ontsnappingspoging, een kosmische verdwijntruc die de mens voorgoed van de aarde losknipt. 

Maar wat me het meest interesseert aan Melissa, is hoe ze korte metten lijkt te maken met de mythe van menselijke autonomie. Op aarde is het makkelijk onszelf te zien als onafhankelijke wezens. Natuurlijk moeten we eten, drinken, ademen, maar wat ons dagelijks in leven houdt, beschouwen we niet (meer) als wezenlijk onderdeel van wie we zijn. Een blinde vlek die maakt dat we veel te veel voor lief nemen. 

Wie naar Mars wil, wordt met de neus op de feiten gedrukt. De heenreis alleen al duurt minstens acht maanden. Proviand meenemen voor zo’n lange periode is ongelooflijk duur en ingewikkeld omdat het je afhankelijk maakt van een planning die misschien anders uitpakt. Zelfvoorzienend zijn is een stuk veiliger en veel goedkoper. En dan blijken algen en planten op zo’n verre missie even noodzakelijk als een kloppend hart.

Samen met de astronauten vormen die een piepklein ecosysteem waarin de mens een hechte symbiose aangaat met bieten, sla en spirulina. Wat op aarde de ingrediënten zijn van een veganistisch bijgerecht, worden in de ruimte levenspartners in de meest letterlijke zin. 

Wat op aarde de ingrediënten zijn van een veganistisch bijgerecht, worden in de ruimte levenspartners in de meest letterlijke zin

Natuurlijk, dat een mens afhankelijk is van zijn omgeving is een waarheid zo oud als het bestaan van onze soort. En toch lukt het ons nauwelijks naar die waarheid te leven. Misschien omdat ze te vanzelfsprekend werd. Soms is er een omweg nodig om een gemeenplaats als nieuw te kunnen zien. Moet je ver van huis om te begrijpen wat zich recht voor je neus afspeelt. En ik denk dat Melissa zo’n omweg is. Holisme en sciencefiction ineen. 

Dus sta ik op een zonnige maandagochtend bij de Melissa Pilot Plant in Barcelona, die zich bevindt op de onderzoeksafdeling van de Universitat Autònoma. Toepasselijke naam. Na alles wat ik erover las, had ik dit project in gedachten tot mythische proporties opgeblazen en wilde ik met eigen ogen zien hoe een nieuwe band wordt gesmeed tussen mensen en algen. Nu staar ik, zoals dat gaat met hoge verwachtingen, licht ontgoocheld naar de drie kleine laboratoria waar het allemaal gebeurt.

In dit alledaagse lab wordt het buitenaardse realiteit

Achter het raam tegenover mij staan twee bioreactoren. In een ervan hangt de spirulina dik en donkergroen in felverlichte buizen. Hier zetten de algen CO2 en nitraat om in zuurstof en biomassa, toekomstig astronautenvoedsel. Een van top tot teen ingepakte labmedewerker controleert gegevens op de reactor. Een buitenaards tafereel dat de alledaagsheid van de pilot-plant gelukkig een beetje tenietdoet. 

Naast mij staat Francesc Gòdia Casablancas, hoofd van de faculteit van toegepaste scheikunde, biologie en milieuwetenschappen aan deze universiteit. Hij was het die Melissa twintig jaar geleden naar Spanje haalde, toen de European Space Agency een geschikte Europese partner zocht. Een kleine man met donkere ogen, die oplichten als hij over zouten en nitraten begint. 

De micro-alg spirulina zet via fotosynthese het koolstofdioxide van de astronauten om in zuurstof en produceert ondertussen biomassa, eetbaar materiaal

Enthousiast wijst hij naar een bord aan de muur. Het basismodel. Vijf lichtgroene blokken die elk een element in de kringloop vertegenwoordigen staan gearrangeerd in een cirkel. Strepen en pijlen tussen de blokken geven aan wat de stappen zijn waarin organisch afval en koolstofdioxide van de astronauten worden verwerkt tot zuurstof en biomassa.

Eerst gaat het afval naar een combinatie van bacteriën die er organische zuren van maken. Nitrificerende bacteriën transformeren vervolgens ammonium in nitraat, wat een belangrijke bron is voor de fotosynthese van micro-algen en planten. De micro-alg spirulina zet dan via fotosynthese het koolstofdioxide van de astronauten om in zuurstof en produceert ondertussen biomassa, eetbaar materiaal. En zo zijn we weer terug bij de mens. 

De kleine cirkel van nitrificatie en fotosynthese met behulp van algen en bacteriën hebben we bijna onder de knie, zegt Francesc. De volgende stap is het integreren van planten in het systeem. Ook die behoren straks tot de vaste bemanning van een langeafstandsmissie. Want de algen alleen kunnen niet voor voldoende voeding en fotosynthese zorgen. Voorlopig is het een kleine crew van sla, tarwe, bieten. Uiteindelijk wordt die uitgebreid naar twintig geselecteerde plantsoorten.  

Deze volgende fase – de planten erbij – is een belangrijke stap voor het Melissa-project, maar valt wat in het niet bij alle meters die nog gemaakt moeten worden. ‘Als je wilt dat astronauten veilig op reis kunnen, moet je niet alleen een ecosysteem bouwen, maar het ook volledig kunnen controleren, en dat is een ongelooflijke opgave’, zegt Francesc. 

De mens wil alles onder controle hebben

Controle is het grootste verschil tussen de kringloop van Melissa en die van de natuur. Er mag niets aan het toeval worden overgelaten. De cirkel die hier wordt ontworpen, mag misschien niet eens een cirkel heten. Hij heeft namelijk een duidelijk begin en einde, een zwaartepunt waar alles om draait: de mens die koste wat kost in leven moet blijven.

Je zou kunnen zeggen dat er hier wordt gewerkt aan een omgekeerde Genesis. In den beginne is er de mens en naar zijn behoeften wordt de rest geschapen. Land en zee worden overgeslagen, er komen geen bomen of dieren aan te pas. Melissa creëert een universum van spirulina, sla en biet.

Ik vraag Francesc of deze loop hem niet benauwt en hij knikt. ‘Het is een compleet gedomesticeerd ecosysteem. Maar je kunt niet anders, als je naar de ruimte gaat. We associëren zo’n missie met vrijheid en avontuur, maar het komt altijd neer op piepkleine, gecontroleerde omgevingen, waarin je vrijheid ernstig beperkt is.’

De theoretische Marsreis levert concrete wetenschap op

Ik staar nog eens naar het bord, de blokken, pijlen, strepen. Het hele, wilde weefsel van leven, dood en regeneratie gereduceerd tot zakformaat. De reisversie van onze biosfeer. Het lijkt een vreemde paradox in het hart van dit project. Melissa herinnert ons aan onze diepe verstrengeling met deze planeet, maar is bedoeld om ons ervan los te snijden. 

Nee, zegt Francesc als ik deze gedachte hardop uitspreek, losknippen is niet het juiste woord. ‘De inzet is niet om de aarde voorgoed te verlaten. Wij willen geen planeten koloniseren. We willen verder weg kunnen dan we ooit geweest zijn om daarna weer terug te keren met nieuwe inzichten.’

Melissa is geen ontsnappingspoging, dat wil hij met klem benadrukken. Het gaat om de wetenschap die zo’n reis ons oplevert. Niet alleen bij het werkelijke vertrek maar ook – of misschien wel júíst – in de voorbereiding.

Hij somt projecten op die met de kennis van Melissa tot stand kwamen op aarde. Waterzuivering in België. Algenkweek in Congo. Hergebruik van urine in Franse hotels.

Met kennis van Melissa tot stand gekomen: waterzuivering in België, algenkweek in Congo, hergebruik van urine in Franse hotels

‘Wij zijn al meer dan dertig jaar bezig met circulariteit. In de jaren tachtig was dat totaal onbekend in ons veld, iedereen dacht lineair: in rechtstreekse verbanden tussen variabelen. Maar ons ecosysteem werkt niet lineair, dingen zijn met elkaar verweven. Nu willen steeds meer bedrijven en overheden met ons samenwerken. En we werken hard om die kennis te delen.’

Hij opent de deur naar een van de laboratoria, leidt mij langs lege slabakken. De plantenmachine wordt de komende weken verbeterd in aanloop naar de volgende uitbreiding van de loop. Ook het rattenverblijf is leeg. Er zijn strenge regels voor het werken met dieren. Als ze niet strikt noodzakelijk zijn, logeren de ratten in het dierenpension op de campus. Maar een paar weken per jaar zitten ze in dit laboratorium als stand-in voor toekomstige astronauten.

Niemand weet wanneer die ratten voor mensen worden verruild. Het kan twintig, dertig, honderd jaar duren. Maakt het uit? Francesc schudt zijn hoofd. Het is vooral belangrijk als stip aan de horizon, zegt hij.

Waarom dromen van een Marsreis zo belangrijk is

We werpen een laatste blik op de reactoren en lopen dan naar de kantine van de universiteit, waar we koffiedrinken in een waterig januarizonnetje. Vorige week raasde er nog een storm over dit deel van Spanje. Tien meter hoge golven. Dorpen en steden moesten worden geëvacueerd, er vielen doden. Nu is het warm voor de tijd van het jaar. Té warm.

Ik vraag Francesc wat voor Melissa de toegevoegde waarde is van die toekomstige ruimtereis. Dit zoeken naar manieren om in het heelal te overleven, vertaalt zich nu al dertig jaar in toepassingen die ons helpen op aarde te overleven. Moet de missie van het project niet gewoon worden aangepast? Niet de verre ruimte, maar de verre toekomst als stip aan de horizon, niet Mars, maar de aarde?

Francesc zucht. Hij begrijpt heus wel wat ik bedoel, maar – hij zoekt naar woorden, begint dan aarzelend te praten.

‘De ruimte heeft nou eenmaal die aantrekkingskracht. Het idee een onbekend gebied te betreden, onszelf die duisternis in te slingeren, daar kan niks tegenop. Bovendien, we dóén het al. We zijn voortdurend bezig met de aarde. En ik denk dat ons onderzoek zo veel oplevert omdat het in het teken staat van die uiteindelijke droom. Die hebben we nodig. Niet alleen ik, het hele team. Het is magisch om mee te werken aan iets onvoorstelbaars. Ook al weet je niet wanneer dat ooit zal gebeuren.’

Hij neemt een slok koffie. Je bent niet de eerste die hierover begint, zegt hij. Hij geeft vaak praatjes op scholen en leerlingen stellen kritische vragen.

‘In deze tijd is het soms lastig te verdedigen dat je je richt op de ruimte. En toch geloof ik dat je beter onderzoek doet, dat je verder komt en dieper graaft als je je afzet tegen iets onbegrijpelijks. Wij mensen zijn nu eenmaal nieuwsgierige wezens. We worden gedreven door het verlangen te begrijpen. We komen in beweging door wat we niet weten. En het heelal is misschien wel het grootste mysterie, dus ja, dat zet ons dan het meest in beweging.’

Hij valt stil. Dit is niet iets waar ze over praten, hier in de laboratoria. Maar het houdt hem wel bezig. ‘Misschien’, gaat hij verder, ‘is het de vraag welke schaal je hanteert. Er zijn urgente zaken die onze onmiddellijke aandacht nodig hebben, zoals het klimaat. Maar we moeten ook de verte in blijven kijken. Projecten opzetten voor de heel lange termijn. Als we dat verliezen, verliezen we een wezenlijk onderdeel van het mens-zijn.’

Hoe gaat het verder, als dit ecosysteem af is?

Ineens schiet me een podcast te binnen waarin een ruimtevaarthistoricus zei dat de planning van de missie naar Mars sinds het begin van de bemande ruimtevaart met ons meebeweegt. We gaan altijd over ongeveer dertig jaar. Er zit iets troostends in die gedachte. Een droom die meebeweegt is misschien wel beter dan een die in vervulling gaat. Je probeert een onmogelijke opdracht te vervullen en in de tussentijd ontdek je de grote kwaliteiten van spirulina, je verbondenheid met bieten. Leer je urine te zuiveren en water te recyclen.

Mocht het in zijn leven nog gebeuren, dan zou Francesc trouwens zelf niet mee willen op zo’n verre ruimtereis. Hij is naar eigen zeggen ‘niet bepaald een avontuurlijk type’. Het brengt ons bij een vraag waar hij geen antwoord op heeft. Als het zover komt, als de Melissa-loop compleet is en ook de andere obstakels van langeafstandsmissies worden overwonnen – zoals de gevaarlijke kosmische straling – wie mag er dan mee op reis?

Wie weet wat we ontdekken over onze soort door de totale afwezigheid van het contact?

Voor het ruimtetoerisme dat private ruimtevaartorganisaties propageren, voelt Francesc weinig. Hij woont dicht bij Barcelona en wordt dagelijks geconfronteerd met de gevolgen van massatoerisme. Misschien alleen onderzoekers, denkt hij. Of misschien is er een beperkt aantal plaatsen voor mensen die met hun reis de wetenschap financieren.

Over de samenstelling van de bemanning mag hij twijfelen, maar hij weet zeker dat het mensen moeten zijn en niet alleen robots, zoals door critici van de bemande ruimtevaart wel wordt geopperd. 

‘Alleen door mensen diep het heelal in te sturen, wordt zo’n reis meer dan een technische missie. Menselijke aanwezigheid op bijvoorbeeld Mars is een veel groter en emotioneler verhaal over wie we zijn en wat we kunnen. Een mens kan namens ons allemaal reflecteren op zo’n reis. Als je op Mars staat, ben je écht weg. De aarde is geen prachtige blue marble vanaf daar, maar een klein stipje aan de horizon. Dat is duizelingwekkend. Wie weet wat we ontdekken over onze soort door de totale afwezigheid van het contact?’

Waar Melissa ons aan herinnert

We praten nog even verder in de lichte kantine. Over de plannen van Elon Musk om met een grote vloot naar Mars te reizen – megalomaan, vindt Francesc. Over het idee van Robert Zubrin om de fysiologie van mensen zo aan te passen dat ze geschikt worden voor een leven buiten onze atmosfeer – onethisch, vindt hij. Over het menselijk verlangen te reizen en hoe desastreus dat heeft uitgepakt.  

Op weg van de campus naar het station wijst Francesc me op de omgevallen bomen, gesneuveld in de storm van vorige week. Heel even lijkt het idee van een grote ontsnappingspoging me niet zo slecht. Wegzeilen van wat er misgaat in een overzichtelijk universum van algen en planten. Maar ja, waarheen?

In de buurt van Barcelona ligt de zee er glad en ongevaarlijk bij. Cruiseschepen varen op weg naar de toeristenfuiken. Melissa herinnert ons eraan dat we leven bij de gratie van verwevenheid, maar misschien, denk ik nu, kunnen we haar ook beschouwen als een verkapt reisadvies. Een aanbeveling om op de vierkante meters die je inneemt te dromen over vertes. De beste reis is een onmogelijke reis, die richting geeft, de verbeelding opent en een levenslange voorbereiding vraagt.

Meer lezen?