Solar Foods vie proteiiniteknologiaa Maan kiertoradalle 

Solar Foods voitti vuonna 2024 NASAn Deep Space Food Challenge -kilpailun kansainvälisen sarjan, jossa etsittiin ratkaisuja kestävään ruuantuotantoon pitkille avaruuslennoille. Voittaneessa konseptissa soleiinituotanto kytkettiin avaruusaseman elämän ylläpitojärjestelmiin.

Soleiini on Solar Foodsin kehittämä yksisoluinen mikrobiproteiini. Sitä tuotetaan ruokkimalla mikrobin kasvua bioreaktorissa hiilidioksidilla ja vedyllä. Lisäksi tarvitaan pieni määrä ravinteita kuten typpeä. Käymisprosessi vaatii täsmälliset olosuhteet, sillä luonnosta eristetty mikrobi on herkkä muutoksille.

Suurin haaste avaruudessa on kuitenkin painottomuus.

– Reaktorimme on suunniteltu toimimaan painovoimassa, joten avaruudessa arkkitehtuuri on erilainen. Myös turvallisuus korostuu, koska käytämme vety- ja happiseoksia, sanoo Solar Foodsin Space & Defence -liiketoiminnan johtaja Arttu Luukanen.

Avaruusasemalla on tuotettu perinteisesti happea vedestä elektrolyysillä eli hajottamalla vesi sähkövirran avulla hapeksi ja vedyksi. Happea käytetään hengitykseen, mutta vety päästetään avaruuteen. Astronauttien uloshengittämä hiilidioksidi kerätään talteen, mutta sitäkään ei käytetä uudelleen.

– Jos hiilidioksidi ja vety ohjattaisiin bioreaktoriimme, niistä voitaisiin valmistaa proteiinia ja samalla palauttaa vettä takaisin kiertoon. Suljettu järjestelmä säästäisi merkittävästi vettä, Luukanen sanoo.

Pienoismalli painottomuuteen kehitteillä

Solar Foods kehittää parhaillaan yhteistyössä saksalaisen OHB AG:n kanssa pientä avaruusmallia HOBI-WAN-hankkeessa, jota rahoittaa Euroopan avaruusjärjestö ESA. Kyseessä on Suomen ensimmäisiä miehitettyihin avaruuslentoihin liittyviä Exploration-ohjelman hankkeita.

Avaruustutkimusjärjestelmien asiantuntija Kim Kutvonen Solar Foodsista kertoo, että tavoitteena on pienentää soleiinin tuotantoprosessi ja sovittaa se painottomuuteen.

– Tilaa vievät erityisesti sensorien liittimet. Mittaamme liuennutta hiilidioksidia ja happea, pH-arvoa, lämpötilaa ja painetta sekä testaamme kahta solutiheysmittaria, jotka seuraavat valon sirontaa eri aallonpituuksilla, hän kertoo.

Suurin rakenteellinen ero liittyy kaasunsiirtoon. Maassa kaasu kuplitetaan kasvatusliuokseen mekaanisesti, mutta avaruudessa kuplat yhdistyisivät suuriksi kaasupalloiksi eivätkä sekoittuisi liuokseen. Siksi hiilidioksidi ja vety siirretään silikonikuitujen läpi molekyylitasolla, jolloin kuplimista tai sekoitusta ei tarvita. Liuos kiertää pumpun avulla suljetussa kierrossa.

Tavoitteena on tuottaa avaruudessa solumassaa, pakastaa näytteet aseman syväpakastimessa ja tuoda ne Maahan analysoitaviksi. Näin varmistetaan, että mikrobi kasvaa painottomuudessa biologisesti samalla tavalla kuin Maassa.

Jos prosessi toimii, vetovastuu siirtyy syksyllä 2026 OHB AG:lle, jonka tehtävänä on kehittää prototyypistä kansainvälisen ISS-avaruusaseman turvallisuusvaatimukset täyttävä lentomalli.

– Vastaavaa järjestelmää voitaisiin hyödyntää myös Maan päällä kriisialueilla, joissa ruuan ja veden toimitusketjut ovat katkenneet, Luukanen pohtii.

Potentiaalia Maasta Marsiin?

Pitkillä Marsiin ja Kuuhun suuntautuvilla lennoilla ruoantuotannosta tulee aikanaan kriittinen kysymys, ja niissäkin nähdään mahdollisuuksia, vaikka moni asia – kuten keittiötilojen puute ja ruokailu painottomuudessa – on vielä ratkaisematta.

Eniten Solar Foods panostaa kuitenkin maanpäälliseen tuotantoon. Lappeenrantaan suunnitellaan toista tehdasta, ja Vantaan tehtaan koekeittiössä kehitetään Michelin-tasoisen kokin johdolla reseptejä.

– Soleiinin neutraali maku ei peitä muita makuja. Se toimii emulgaattorina ja rakenteen antajana, ja sopii niin suolaisiin ja makeisiin kuin vegaanisiin ja gluteenittomiin tuotteisiin, kokki Miikka Manninen kertoo.

Keltaista soleiinijauhetta viedään pääasiassa Yhdysvaltojen urheiluravinnemarkkinoille. Singaporessa myydään jo soleiinijäätelöä, mutta EU:ssa odotellaan vielä uuselintarvikelupaa.