N° 68–2025: Proteine “dal nulla”: avviato il progetto pilota HOBI-WAN dell'ESA

L'Agenzia Spaziale Europea (ESA) finanzia il progetto attraverso il suo programma di esplorazione Terrae Novae. Il progetto HOBI-WAN (Hydrogen Oxidizing Bacteria In Weightlessness As a source of Nutrition) mira a testare per la prima volta questo metodo innovativo in microgravità a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) e oltre. OHB System AG è stata selezionata come appaltatore principale per il progetto, che sarà realizzato in collaborazione con Solar Foods, un'azienda finlandese specializzata in tecnologia alimentare, per sviluppare la tecnologia di fermentazione del gas, Solein, compatibile con l'ambiente spaziale.

Fornire un approvvigionamento alimentare sostenibile e nutriente che soddisfi il fabbisogno energetico dell'equipaggio è una delle sfide più grandi nell'esplorazione spaziale umana oltre l'orbita bassa terrestre (LEO). Nei casi in cui i depositi alimentari pre-distribuiti o le missioni di rifornimento continuo dalla Terra siano poco pratici, richiedano molte risorse o siano tecnicamente irrealizzabili, sono necessarie alternative economicamente vantaggiose. Queste possono anche contribuire a sistemi di supporto vitale e di riciclaggio più avanzati per le future piattaforme LEO.

L'obiettivo del progetto HOBI-WAN è quello di convalidare i processi fondamentali e determinare se la produzione della polvere ricca di proteine può funzionare anche in condizioni di microgravità. La tecnologia di bioprocessi di Solar Foods deve essere tradotta in un sistema compatto e autonomo in grado di funzionare in modo affidabile nello spazio. Per esempio, cartucce speciali devono poter iniettare gas senza alcuna fuoriuscita di fluidi, un aspetto critico, soprattutto considerando il potenziale esplosivo delle miscele di idrogeno e ossigeno. La scatola sperimentale conterrà tre esperimenti separati e gli astronauti e astronaute dovranno estrarre campioni durante la missione.

La prima fase di otto mesi del progetto HOBI-WAN si concentrerà sullo sviluppo di un modello scientifico a terra della tecnologia di produzione Solein, seguita da una seconda fase dedicata alla produzione, al collaudo e al lancio dell'attrezzatura di volo vera e propria.

Il dimostratore tecnologico si basa sul seguente principio: in un bioreattore, una soluzione nutritiva contenente una coltura batterica viene alimentata con idrogeno gassoso, ossigeno e CO₂ forniti da serbatoi di stoccaggio. In futuro, questo processo potrà essere applicato su scala più ampia, utilizzando l'idrogeno, l'ossigeno e la CO₂ prodotti dall'equipaggio e dal sistema di supporto vitale dell'habitat, con un'efficienza di riciclaggio delle risorse superiore a quella del sistema di supporto vitale attualmente utilizzato sulla Stazione Spaziale Internazionale. A differenza della Terra, dove come fonte di azoto viene utilizzata una piccola quantità di ammoniaca, nello spazio l'urea funge da fonte di azoto per la sintesi proteica. Solein, il nome di una polvere ricca di proteine che non richiede né terreni agricoli né luce solare, viene prodotta dalla fermentazione dello Xanthobacter. L'esperimento sarà ospitato in un armadietto standard del ponte intermedio che conterrà tutti i componenti necessari per il bioreattore, come un incubatore, sensori, unità di controllo e sistemi per l'estrazione dei campioni.

"Questo progetto mira a sviluppare una risorsa fondamentale che ci consentirà di migliorare l'autonomia e la resilienza dei voli spaziali con equipaggio umano, nonché il benessere dei nostri astronauti e astronaute", afferma Angelique Van Ombergen, capo scienziato dell'ESA per l'esplorazione. "Affinché gli esseri umani possano realizzare missioni di lunga durata sulla Luna o, un giorno, andare su Marte, saranno necessarie soluzioni innovative e sostenibili per poter sopravvivere con risorse limitate. Con questo progetto, l'Agenzia Spaziale Europea sta sviluppando una capacità fondamentale per il futuro dell'esplorazione spaziale".

"OHB sviluppa, gestisce e mantiene carichi scientifici per la ISS da oltre due decenni, da quando è stato commissionato il modulo europeo Columbus. La nostra profonda conoscenza dell'ambiente della ISS, unita alla nostra esperienza nei sistemi di supporto vitale e nelle piattaforme di esperimenti scientifici, ci rende il partner ideale per portare in orbita la tecnologia di Solar Foods, e non vediamo l'ora di iniziare questa collaborazione", afferma Jürgen Kempf, Project Manager HOBI-WAN presso OHB. Ma la missione va ben oltre la sperimentazione di una nuova fonte proteica, aggiunge Kempf: "Stiamo esplorando come supportare in modo sostenibile la vita umana nello spazio. Le conoscenze che acquisiamo in questo ambito potrebbero anche aiutare ad affrontare le sfide globali sulla Terra, come la scarsità di risorse e la sicurezza alimentare. Siamo orgogliosi di contribuire con la nostra esperienza a un progetto che collega l'innovazione spaziale alla sostenibilità planetaria".

"Siamo davvero felici di poter collaborare con OHB. La loro esperienza nella valutazione e certificazione, in particolare per quanto riguarda i requisiti di sicurezza obbligatori, ci aiuterà a progettare un sistema adatto all'ambiente spaziale, in grado di fornire i dati necessari e, soprattutto, di funzionare in modo sicuro a bordo di una stazione spaziale con equipaggio umano", afferma Arttu Luukanen, Vicepresidente senior Space & Defence di Solar Foods.

Maggiori informazioni sul programma di esplorazione Terrae Novae

Il programma di esplorazione Terrae Novae raggruppa in un unico programma le campagne di esplorazione dell'ESA nell'orbita bassa terrestre, sulla Luna e su Marte. Il programma attua la strategia Explore2040 basata su una visione in cui l'Europa sarà in prima linea nell'esplorazione spaziale umana e robotica sostenibile e responsabile, fornendo contributi unici e restituendo benefici alla società. L'esplorazione spaziale è senza dubbio un investimento nella prosperità futura. Crea posti di lavoro di alta qualità e produce benefici economici immediati. La scienza e la tecnologia dell'esplorazione stimolano l'innovazione e rendono l'industria più competitiva.

L'Agenzia spaziale europea

L'Agenzia spaziale europea (ESA) è la porta d'accesso dell'Europa allo spazio.

L'ESA è un'organizzazione intergovernativa, creata nel 1975, con la missione di plasmare lo sviluppo delle capacità spaziali europee e garantire che gli investimenti nello spazio apportino benefici ai cittadini europei e al mondo.

L'ESA conta 23 Stati Membri: Austria, Belgio, Repubblica Ceca, Danimarca, Estonia, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Ungheria, Irlanda, Italia, Lussemburgo, Paesi Bassi, Norvegia, Polonia, Portogallo, Romania, Slovenia, Spagna, Svezia, Svizzera e Regno Unito. Lettonia, Lituania e Slovacchia sono membri associati.

L'ESA ha instaurato una cooperazione formale con altri quattro Stati membri dell'UE. Il Canada partecipa ad alcuni programmi dell'ESA nell'ambito di un accordo di cooperazione.

Coordinando le risorse finanziarie e intellettuali dei suoi membri, l'ESA può intraprendere programmi e attività che vanno ben oltre la portata di un singolo paese europeo. Collabora in particolare con l'UE per portare avanti i programmi Galileo e Copernicus, nonché con Eumetsat per lo sviluppo di missioni meteorologiche.

Per saperne di più sull'ESA, visitare il sito www.esa.int

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