Tuinieren voor Marspioniers

Aardappels telen met je eigen ontlasting als mest. In de Amerikaanse film 'The Martian' speelt acteur Matt Damon een op Mars gestrande astronaut die in zijn eentje op de rode planeet moet zien te overleven en daar deze inventieve oplossing voor bedenkt.

Wieger Wamelink, ecoloog aan de Wageningen Universiteit en sinds 2013 bezig met het telen van groente op nagemaakte mars- en maangrond, had amper kromme tenen toen hij de film vorig jaar bekeek. "Wat op Mars zeker niet kan, is groente telen in zo'n dunne koepel zoals ze in de film gebruiken. Die is absoluut niet opgewassen tegen de enorme kosmische straling waaraan de planeet wordt blootgesteld. Daarvoor zul je echt een container met een dikke laag staal moeten gebruiken of een hobbitstee-achtige koepel met een dikke laag aarde erop. Verder hadden de filmmakers het redelijk bij het rechte eind."

Eerst oefenen

Zelf is Wamelink inmiddels bezig met het kweken van zijn derde lading van marsradijsjes, erwten, tomaten en rogge. Hij houdt daarover een blog bij voor de universiteit en Mars-One, een Nederlandse stichting die een kolonie op de rode planeet wil stichten. Ook ruimtevaartorganisatie Nasa en SpaceX van Tesla-topman Elon Musk zijn van plan om mensen voor een langdurige missie naar Mars te brengen. "Het idee is om dat al binnen tien tot vijftien jaar te doen", weet Wamelink. "Maar ik verwacht dat een terugkeer naar de maan eerder gaat gebeuren. Het is logischer om daar eerst te oefenen voor een lang verblijf in de ruimte."

Daarom onderzoekt Wamelink niet alleen of het mogelijk is om de rode marsgrond te vergroenen, maar ook het zwarte maanzand. Op zijn bureau heeft hij twee kruidenpotjes gevuld met de rode en zwarte aarde staan. De rode 'marsgrond' is afkomstig van een vulkaan op Hawaï en het zwarte 'maanzand' uit de Flagstaff-woestijn in het Amerikaanse Arizona. Om het maanzand nog beter te benaderen, is deze al fijne aarde nog meer geplet. Wamelink: "Dat maanzand is ontzettend fijn. Het verhaal gaat dat het zelfs in de pakken van de astronauten van de Apollo-missie wist door te dringen."

Neil Armstrong en zijn collega-maanreizigers hebben behalve in hun pakken, ook maanzand meegenomen in potjes. Omdat echt maanzand schaars en dus duur is, en echt marszand nog niet in bezit van mensen is, verkoopt Nasa alternatieven die qua minerale samenstelling overeenkomen met het origineel. Wamelink: "Dankzij de data die de Pathfinder en andere ruimtesondes vanaf Mars naar de aarde hebben gestuurd, weten we vrij nauwkeurig hoe de bodem van de planeet is samengesteld."

In de Mars- en maanbodem zitten vrij veel zware metalen, bijvoorbeeld lood, cadmium en arseen. Maar ook ijzer en aluminium. Die metalen kunnen giftig zijn voor mensen. In dit stadium van zijn experiment gaat Wamelink dan ook onderzoeken of het veilig is om mars- en maangroente te eten.

"Ik doe het onderzoek stap voor stap", legt hij uit. "De eerste keer heb ik alleen gekeken naar wat er gebeurde als ik de zaden in de grond stopte en met gedemineraliseerd water besprenkelde. Het bleek dat de meeste zaden wel ontkiemden, maar dat de planten op het maanzand toch snel doodgingen omdat ze meststoffen misten. Daarom heb ik bij het tweede experiment gras als organische bemester aan de grond toegevoegd. Gras is een stikstofbinder. Dat had succes. Ik kon al snel erwten, rogge, tomaten en radijzen oogsten."

Vanwege de zware metalen in de bodem durfde hij die niet op te eten. "Eerst maar even afwachten hoeveel metalen onderzoeksinstituut Rikilt er straks voor mij uitvist."

Dit kan ook kennis opleveren over het telen van groente op vervuilde grond op aarde. "In Nederland zijn bijvoorbeeld oude mijnbouwgebieden die nu door vervuiling niet geschikt zijn voor landbouw. Misschien valt dat mee, of kunnen de planten zelfs helpen om de vervuiling uit de grond te oogsten."

Daarnaast levert Wamelinks experiment informatie op over het telen van groente onder extreme omstandigheden. "Daarmee kunnen bijvoorbeeld boeren in de Sahel hun voordeel doen", zegt hij. "Ik ga daarom dit jaar voor het eerst ook experimenteren met Sahara-zand. Maar denk ook aan rampen. Na een aardbeving zou je bijvoorbeeld net als astronauten in containers met behulp van speciale ledlampen groenten kunnen gaan telen."

Ook wil hij een mini-ecosysteem gaan bouwen. "Want behalve mest en water, hebben planten ook bijen, hommels en andere insecten nodig voor de bestuiving. En wormen, schimmels en bacteriën helpen planten om voedingsstoffen op te nemen en om de bodem te beluchten." Voor de bestuiving is hij er al uit. "Dat worden waarschijnlijk hommels. Die kunnen een ruimtereis van een paar maanden wel in winterslaap overleven."

Marspiepers

Al zijn resultaten deelt Wamelink met Nasa. "Ik werk niet echt met ze samen, maar ze zijn wel geïnteresseerd. Voor zover ik kan nagaan, ben ik de eerste die experimenteert met het telen van groente op mars- en maangrond. Maar door alle aandacht die mijn onderzoek inmiddels heeft getrokken - onder andere CNN en The Washington Post stonden al op de stoep - en de populariteit van The Martian, zijn anderen nu met soortgelijke experimenten bezig. Nasa zou nu zelfs van plan zijn om in Peru marspiepers te gaan telen."

Die voedzame groente staat ook op het verlanglijstje van Wamelink. "Het nadeel van aardappels is alleen dat ze veel grond nodig hebben en nagemaakte marsgrond is duur. Nasa vraagt voor 100 kilo 1000 euro." Om zijn onderzoek te financieren heeft Wamelink daarom een crowdfundingsactie opgezet. Daarmee heeft hij inmiddels ruim 10.000 euro opgehaald. Genoeg om de kas te huren, maar nog niet genoeg voor alle tests. "Het kost alleen al 150 euro om een blaadje van een plant te onderzoeken op zware metalen. Helaas ben je er niet met één blaadje."

Toch is Wamelink optimistisch dat zijn onderzoek afgerond zal zijn voordat de eerste langdurige missie naar Mars vertrekt. Zelf zal hij dan zeker niet aan boord zijn. "Die reis duurt mij veel te lang en het lijkt me wel erg pionieren daar op Mars."

Tuinieren in het ruimtestation

Wieger Wamelink is niet de enige Wageningse wetenschapper die zich bekommert om het toekomstige dieet van astronauten. Leo Marcelis, hoogleraar tuinbouw, doet onder andere onderzoek naar het telen van planten zonder zwaartekracht. Een door hem ontwikkeld kweeksyteem wordt momenteel getest in ruimtestation ISS. Daarbij wordt onder andere onderzocht hoe onder dergelijke extreme omstandigheden planten het best bewaterd en bemest kunnen worden. Behalve voedsel moeten de planten ook zuurstof voor de astronauten in het ruimtestation produceren. Dat kan schelen in de bevoorrading. De ISS-bemanning verbruikt dagelijks zo'n 30 kilo aan water, voedsel en zuurstof.