Moestuin op Mars

Redactie

President Trump heeft NASA de opdracht gegeven Amerikaanse astronauten opnieuw naar de maan te sturen, om vanaf daar de reis naar Mars te beginnen. Een ambitieus plan, maar door recent onderzoek wordt een Marsmissie steeds realistischer. Ecoloog Wieger Wamelink doet onderzoek naar het groeien van planten op Mars- en maangrond. 'Ik zie de reis naar Mars als een van de grootste avonturen van deze eeuw.'

Tekst: Aaricia Kayzer en Julia Mars
Foto's: Julia Mars

Dit artikel verscheen eerder in de vierde editie van ANS.

Wat eten astronauten in de ruimte? Als het aan ecoloog Wieger Wamelink van Wageningen University & Research ligt, wordt het gewoon stamppot zoals thuis. De ecoloog doet sinds 2013 onderzoek naar planten die op Mars verbouwd kunnen worden, zodat ze als voedselbron kunnen dienen voor toekomstige astronauten op een Marsmissie. Een expeditie naar Mars komt namelijk, ondanks het hoge sciencefictiongehalte, steeds dichterbij. De Nederlandse stichting MarsOne wil in 2026 de eerste kolonisten de ruimte in sturen, NASA heeft in 2030 een bemande expeditie naar de planeet gepland staan en multimiljardair Elon Musk ziet al binnen twintig jaar een kolonie op de rode planeet voor zich. Toch had geen enkele andere wetenschapper zich eerder aan Wamelinks onderzoek gewaagd. 'Niemand was ooit eerder op het idee gekomen planten te verbouwen op Marsgrond. NASA kon ons nog niet eens vertellen wat er zou gebeuren als je water aan de grond toevoegt.' ANS sprak de ecoloog over zijn onderzoek, het belang en de haalbaarheid van de Marsmissie.

Interview Wieger Wieger liggend groot

Life On Mars?
Mars is geen ideaal vakantieoord. Het is er gemiddeld -60 graden Celcius, er is nauwelijks zuurstof en de luchtdruk is er minder dan een procent. Kortom: geen vruchtbare omstandigheden voor leven zoals we dat op Aarde kennen. Waarom zouden we überhaupt naar deze planeet willen? 'Voor een deel gaat het puur om nieuwsgierigheid, maar dat is niet het enige', legt Wamelink uit. 'We willen weten hoe Mars in elkaar zit en hoe de planeet is ontstaan, omdat het ons meer leert over ons eigen zonnestelsel.' Satellietbeelden en robotmissies hebben al een hoop informatie opgeleverd. Op foto's van de planeet zijn bijvoorbeeld enorme ijskappen te zien en door afzettingsgesteente en sediment weten we dat er vroeger vloeibaar water aanwezig was. 'Onder die omstandigheden zou er dus, net zo goed als hier, leven kunnen zijn ontstaan. Als we tekenen van leven vinden op Mars, verandert dat ons hele wereldbeeld.' Al sinds de middeleeuwen weten we dat de Aarde niet het middelpunt is van het heelal en ook ons zonnestelsel blijkt allang niet meer uniek. 'Wanneer blijkt dat er op andere planeten leven is, worden we gedwongen om onze positie in het universum opnieuw te herzien. Vooral sommige gelovigen zullen het hier moeilijk mee krijgen.' Dit verandert immers ieders wereldbeeld over de ontstaanswijze van het leven.

Tripmadam
Wamelink was in eerste instantie nieuwsgierig of planten zouden kunnen groeien op buitenaardse grond. Omdat er nog nooit eerder onderzoek op dit gebied was gedaan, verwachtte de wetenschapper weinig resultaat. Daarom pakte hij zijn experiment groots uit, om zo de slagingskans te optimaliseren. Hij verdeelde zo'n 4200 zaadjes van veertien verschillende plantensoorten over grond van Mars, de maan en de Aarde. Geen echte grond van de maan of Mars, verduidelijkt Wamelink, maar grond met een vergelijkbare samenstelling. 'De Marsgrond komt uit de Mojavewoestijn in Californië en de maangrond uit Arizona.' De samenstelling komt 98 procent overeen. 'Een duur grapje', voegt hij grinnikend toe. 'De grond kost zo'n 2500 euro per 100 kilogram.' Een andere reden voor Wamelinks lage verwachtingen was de samenstelling van de bodems. Deze missen bijvoorbeeld gereduceerd of geoxideerd stikstof. 'Stikstof is een van de belangrijkste voedingstoffen voor planten', licht hij toe. 'Ook zitten er in de bodems veel zware metalen, zoals zink, kwik of lood. Voor planten is dit niet direct giftig, maar voor mensen wel. Het is dus belangrijk te voorkomen dat deze stoffen via plantaardig voedsel in de mens terecht komen.' Bovendien zijn beide bodems hydrofoob, wat betekent dat ze geen water opnemen. 'Dat was nieuws voor NASA. Over de samenstelling van de bodem konden ze van alles vertellen, maar ze hadden nog nooit getest wat er gebeurt als je water toevoegt.'

'Niemand was eerder op het idee gekomen planten te verbouwen op Marsgrond.'

Ondanks deze barre omstandigheden vielen de resultaten opvallend positief uit. 'We waren verrast toen we ontdekten dat de zaadjes heel snel kiemden', vertelt Wamelink enthousiast. 'Alle soorten zaadjes zijn uiteindelijk uitgekomen, op alle bodems.' Maanbodem bleek gemiddeld genomen het minst geschikt om op te verbouwen. 'Op deze bodem gingen veel plantjes na het kiemen uiteindelijk dood. Op Marsbodem groeiden ze wel door.' Op een van de posters in zijn kantoor staan foto's van het experiment. Glunderend wijst hij naar de tripmadam, een vetplantje dat veel in de duinen groeit en het tijdens het experiment erg goed deed. 'Dit is een van mijn favorieten, een prachtige plant.'

Een cyclus van poep
Een deel van de planten deed het heel goed en begon met bloeien. Een cruciaal moment, want dat betekent dat er een volgende generatie planten verbouwd kan worden. Dit bracht Wamelink op het idee voor zijn huidige onderzoek: het creëren van een duurzaam agrarisch ecosysteem op Mars, dat toekomstige kolonisten moet kunnen voorzien van voedsel. Eten meenemen naar Mars is namelijk onbegonnen werk. Een enkeltje naar Mars zal, optimistisch geschat, ongeveer een half jaar in beslag nemen. Genoeg voedsel meenemen voor de heenweg, terugweg en het verblijf is inefficiënt en neemt veel ruimte in beslag op het schip. Een klein nadeel is dat planten bestoven moeten worden voordat ze zaden produceren. Hier stuitte Wamelink op een probleem: in de natuur gebeurt bestuiving door de wind of insecten. Beide zijn op Mars niet aanwezig. 'Mijn oplossing zou zijn om hommels mee te nemen naar Mars', vertelt de ecoloog. 'Hommels houden een lange winterslaap en zijn daarom in die periode makkelijk mee te nemen.' Zo zou de mens op Mars landbouw kunnen creëren die zichzelf in stand houdt.

Met hommels is de cyclus echter niet af. 'Om de grond te optimaliseren, moeten we ook wormen, schimmels en bacteriën meenemen.' Een aantal belangrijke voedingsstoffen voor planten komt niet voor in Marsbodem. Volgens Wamelink hoeven astronauten voor een oplossing niet ver te zoeken. 'In ontlasting zitten genoeg voedingstoffen', grinnikt hij. 'Door deze te vriesdrogen worden bacteriën gedood en kun je het aan de grond toevoegen.'

Haalbaarheid
Interview Wieger MarsplantjesWamelinks onderzoek wordt volledig betaald door crowdfunding. Financiers krijgen voor hun steun een primeur terug. 'Inmiddels zijn er verschillende "Marsplanten" geoogst, waaronder rucola, rogge, tomaten en aardappels. Vorig jaar hebben we hiermee een speciaal diner georganiseerd, waarbij de financiers de planten mochten komen proeven. Om te testen of de planten veilig waren voor consumptie, hebben we ze van tevoren uitgebreid geanalyseerd, onder andere op de aanwezigheid van zware metalen. Alle planten bleken gelukkig vrij van gezondheidsrisico's.' Het diner, dat onder andere bestond uit gepofte tomaten en aardappelsoep met brandnetel, viel bij de gasten goed in de smaak. 'Vooral de worteltjes schenen heel zoet te zijn', zegt Wamelink vol trots.

Toch bestaat er geen garantie dat de groenten het net zo goed doen op Mars. 'Pas als men daar is, begint het echte experiment. De eerste mensen die naar Mars gaan, moeten daarom hun eigen voedsel meenemen, maar vrij snel daarna zal het telen beginnen.' Wamelink schat de kans dat landbouw op Mars toch niet gaat werken laag in. 'Als ik zelf mee zou gaan, zou de kans dat ik het voor elkaar krijg groot zijn.' Daadwerkelijk afreizen naar Mars wil Wamelink liever niet. Ondanks zijn fascinatie voor de ruimte en zijn liefde voor Star Trek vindt hij de reis te lang. 'Minstens een half jaar heen en een half jaar terug. Bovendien zit je daar ook nog een tijd.' Hoelang de eerste mensen op Mars zullen blijven, is nog onduidelijk. NASA houdt het op een week, maar Elon Musk denkt aan een enkele reis. Een toeristische vlucht naar de maan ziet Wamelink echter wel zitten. 'Ik wil zeker mee als we dit project daar opzetten. Twee dagen vliegen, dat houd ik nog wel vol.'