HUNTSVILLE / LONDON (IT BOLTWISE) – NASA hat die Gewinner des Mars-to-Table-Wettbewerbs bekanntgegeben und damit konkrete Ansätze für Raumfahrtverpflegung in den Fokus gerückt. Der erste Preis über 300.000 US-Dollar geht an Chinyere Ukeje für das Adaptive Nourishment Infrastructure (ANI)-Konzept. Ziel ist ein integriertes System, das frische Mahlzeiten mit deutlich geringerem Bedarf an Erdeinspeisung ermöglichen soll. Damit rückt die Frage näher, wie sich Ernährung für mehrtägige bis mehrmonatige Deep-Space-Missionen trotz Zeit-, Massen- und Ressourcenrestriktionen zuverlässig abbilden lässt.
NASA hat im Rahmen des Deep Space Food Challenge: Mars to Table mehrere Konzepte ausgewählt, die eine harte Grundannahme in der Raumfahrtadressieren: Für eine Reise zum Mars, die mindestens neun Monate dauern kann, ist es nicht nachhaltig, alle benötigten Mahlzeiten als vorgefertigte Ware mitzunehmen. Die Ausschreibung zielte deshalb nicht auf einzelne Technologien, sondern auf ein vollständiges „Food-Production-System“ mitsamt Ablaufplanung. Nach Angaben der NASA wurden insgesamt 113 Einreichungen von Teams aus 33 Ländern und 28 US-Bundesstaaten bewertet, woraus fünf Gewinner hervorgingen. Zusätzlich zur Gesamtlogik des Wettbewerbs ist vor allem bemerkenswert, wie stark die Konzepte die Integration von Anbau, Verarbeitung und Vorratshaltung als Systemproblem behandeln – denn genau hier entstehen im Betrieb die meisten Engpässe, wenn Zeit im Alltag der Crew knapp und das Design des Systems nicht beliebig modular bleibt.
Die Siegeridee mit der höchsten Förderung ist das Adaptive Nourishment Infrastructure (ANI) von Chinyere Ukeje aus Philadelphia, Pa., das mit dem ersten Preis von 300.000 US-Dollar ausgezeichnet wurde. ANI setzt auf ein modulares Ernährungssystem, das auf kontrollierter Umweltlandwirtschaft basiert und zudem Fermentation sowie den Anbau von Pilzen einbezieht. Technisch zentral ist dabei der Gedanke einer „Closed-Loop“-Nährstoffrückführung über Bioreaktoren: Statt Nährstoffe nahezu vollständig von der Erde nachzuliefern, soll das System zumindest einen bedeutenden Anteil aus eigenen Kreisläufen speisen. Laut NASA soll ANI damit 50% der Nahrung „vom Boden weg“ produzieren und gleichzeitig mit begrenzten, von der Erde bereitgestellten Lebensmitteln auskommen. Die Systemidee geht sogar noch weiter: Das Konzept versteht sich als Kulisse für tagesaktuell gekochte Mahlzeiten und soll so durch Variationen bei Leistung, Wasserverfügbarkeit, Geräteausfällen oder Zeitbudget der Crew „hindurcharbeiten“ können. Gerade dieser Betriebsfokus, also die Fähigkeit, bei Störungen nicht sofort in einen Totalabbruch zu geraten, ist ein typischer Unterschied zwischen Konzepten, die nur Laborfähigkeit demonstrieren, und solchen, die für eine Marsoberfläche mit realen Nutzungsbedingungen gedacht sind.
Im Wettbewerbskontext hilft eine Einordnung über den Zeitverlauf: NASA hatte die Deep Space Food Challenge zuvor bereits laufen, unter anderem mit einer Auflage, die von 2021 bis 2014 datierte und mit der Canadian Space Agency (CSA) kooperierte. Während die ursprüngliche Challenge stärker auf prototypierte neue Methoden der Lebensmittelproduktion fokussierte, verlangte die Ausgabe 2026, dass Teams Essen nicht als Sammlung einzelner Bausteine denken, sondern als orchestrierte Produktions- und Versorgungsstrecke. Die praktische Vorgabe war ebenfalls konkret: Die Designs sollten für einen Missionsszenario-Betrieb mit 15 Personen über 500 Martian sols, also etwa 513 Erdtage, funktionieren. Jede Lösung musste dafür ein Design-Layout, einen Meal Plan, ein „Concept of Operations“ und ein Walkthrough-Video liefern. Das verschiebt die Ingenieursarbeit spürbar: Teams müssen nicht nur zeigen, dass ein Kulturverfahren oder ein Fermentationsschritt prinzipiell funktioniert, sondern auch, wie sich daraus in begrenzter Crew-Zeit ein verlässlicher Speiseplan ableiten lässt – inklusive der Frage, wie man mit biologischen Schwankungen umgeht, ohne dass die gesamte Ernährungslinie kippt.
Der zweite Preis in Höhe von 200.000 US-Dollar ging an Cislune aus Rosemead, Calif. für „Fresh, Ferment, Reserve“ als Infrastrukturkonzept. Dieses System kombiniert den Anbau ausgewählter „model-selected“ Kulturen mit einer Verarbeitung über instrumentierte Kultur-Kassetten, die einen Teil der Ernte in vertraute Lebensmittel überführen sollen. Ergänzend sieht Cislune eine geschützte Earth-loaded Reserve vor: In Situationen, in denen biologische Variabilität auftritt, Versorgungsleistungen (z. B. aus dem Energiemanagement) gedrosselt werden müssen oder Chargen verworfen werden, soll ein Vorrat die Lücke schließen. Damit adressiert das Konzept gleich mehrere reale Betriebsrisiken, die bei einem reinen „Nur-Anbau“-Ansatz stärker durchschlagen würden. Weitere Preisträger zeigen, dass der Wettbewerb auch die Bedienbarkeit und Robustheit als gleichrangig ansieht: Ohā Kanu (Hilo, Hawaii) wurde mit dem Applied Frameworks Award in Höhe von 50.000 US-Dollar ausgezeichnet; Orbital Health Systems, Inc. (Evansville, Ind.) erhielt 50.000 US-Dollar für den Mission Simulation Award und Autonomic Resilience Collective (Bentonville, Ark.) wurde für Human-Centered Design ebenfalls mit 50.000 US-Dollar bedacht. International wurde außerdem ein Team aus Belgien ausgezeichnet: Astrofood erhielt den internationalen Preis für das Food Resilience Ecosystem for Space Habitats (FRESH). In Summe verdeutlichen diese Projekte, dass „Food Systems“ künftig stärker wie eine interdisziplinäre Produktionsanlage gedacht werden, in der Biologie, Fermentation, Energie- und Wasserhaushalt sowie Bedienlogik zusammenpassen müssen.
Für die Branche ist dabei weniger die einzelne Gewinneridee entscheidend als das Signal, welche Fähigkeiten NASA priorisiert. Aktuell werden Astronautenmahlzeiten nach Angaben der NASA in der Regel nahezu vollständig gekocht, verpackt und anschließend zur Internationalen Raumstation ISS befördert, unter anderem aus dem Space Food Systems Laboratory am Johnson Space Center. Für Marsmissionen ist genau dieses Modell wegen der Transportmasse und Lagerstabilität nicht mehr „default“. Dass der Wettbewerb ausdrücklich oberflächennahe Abläufe und Systemintegration verlangt, liefert deshalb eine Art Anforderungskatalog, der spätere Entwicklungen in Richtung skalierbarer Prozesse lenken kann: von geeigneten Anbausystemen über Fermentationstechnologien bis zu Konzepten, wie sich Nährstoffkreisläufe oder Vorräte so planen lassen, dass sie im Alltag der Crew nicht zu zusätzlicher Komplexität werden. Auch für Entwickler außerhalb der Raumfahrt kann das relevant sein, weil die Herausforderung übersetzt werden kann: robuste Planung unter Ressourcenlimit, integrierte Produktionsketten mit Rückkopplung und ein Fokus auf Betrieb statt nur auf Prototypen.
Interessant ist zudem, wie der Wettbewerb organisiert wurde: NASA verwaltet Mars to Table bei Marshall über das Programm Centennial Challenges im Rahmen der Prizes, Challenges, and Crowdsourcing-Programmatik innerhalb der Research and Technology Mission Directorate. Unterstützt wird die Initiative von verschiedenen Fachbereichen, unter anderem der Division of Biological and Physical Sciences sowie mehreren Programmbereichen rund um Human Research, Earth Science und Planetary Science. Ergänzend arbeiten Fachleute aus Johnson und Kennedy mit, während die Administration auch durch die Methuselah Foundation und Floor23 Digital unterstützt wird. Für die nächsten Schritte ist vor allem zu erwarten, dass die ausgewählten Systeme als „Launching Pads“ dienen, wie NASA es formuliert: Also als Ausgangspunkte, um aus Konzeptdesigns konkrete Pilotfähigkeiten zu entwickeln. Wenn Raumfahrt künftig nicht nur „Material“ transportiert, sondern auch Essen als steuerbaren Produktionsprozess mitführt, wird die Grenze zwischen Technikvorbereitung und operativem Betrieb dünner. Genau hier könnten Konzepte wie ANI und Fresh, Ferment, Reserve in der Praxis zeigen, ob sich ein verlässliches Ernährungsniveau unter echten Marsrestriktionen dauerhaft abbilden lässt.
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