Hoe de ruimtevaart ons beter circulair laat denken

Gepubliceerd op 06 december 2019

Wat hebben zonnepanelen, sportschoenen met luchtzolen en survivaldekens met elkaar gemeen? Het zijn allemaal ruimtevaartuitvindingen die een plekje in ons dagelijks leven hebben verworven.  Zo bestaan er ook ruimtevaartinnovaties op het gebied van recycling en circulariteit waar de automotive keten wat van kan leren. Dit zijn de belangrijkste lessen.


30 jaar circulair ruimtedenken

30 jaar circulair ruimtedenken

Sinds 1989 voert de Europese ruimtevaartorganisatie ESA haar MELiSSA-project (The Micro Ecological Life Support System Alternative). Het doel van het programma is om binnen afzienbare tijd een lange ruimtereis te maken. Daarvoor is een circulair opererend ruimteschip essentieel.

Les 1: Denk circulair

Het internationale ruimtestation ISS cirkelt al meer dan 2 decennia rond de aarde. Maar liefst 16 rondjes per dag. Sinds de eeuwwisseling is ISS zelfs permanent bewoond. De bewoners ervan kunnen op een hoogte van 408 kilometer niet even naar de supermarkt. Om zuinig om te gaan met het beschikbare voedsel en materialen is circulariteit essentieel. Aan boord van het ruimtesysteem is daarom een regeneratief systeem operationeel voor zaken als water en zuurstof. Beide onmisbare benodigdheden worden gerecycled in een closed-loop systeem. Urine en zweet vinden via chemicaliën en destillatie hun weg naar zuiver drinkwater. En water splitst zich via elektrolyse op in waterstof en zuurstof. De les voor de branche? Maak de cirkel rond!

 

Les 2: Opslag en recycling van CO2

Tot aan 2010 slingerde het internationale ruimtestation de door de astronauten uitgeademde koolstofdioxide het heelal in. Tegenwoordig gaat dat anders. Dankzij een ingenieus systeem wordt het ‘afvalproduct’ dankbaar hergebruikt. Via de zogenaamde Sabatier-methode (een uitvinding uit nota bene 1912) reageert koolstofdioxide met waterstof en ontstaat er water. Dat proces werkt steeds beter.

NASA doet niet alleen aan circulair denken, maar zoekt eveneens naar perfectionering van het circulaire systeem

Tegenwoordig wint men al de helft van de zuurstof terug, maar in de toekomst zijn percentages van 75 tot – later – 90 procent haalbaar. Ook werkt men aan een systeem dat CO2 kan vangen en opslaan. NASA doet dus niet alleen aan circulair denken, maar zoekt eveneens naar perfectionering van het circulaire systeem. Voor de automotive keten is vooral het opslaan en recyclen van CO2 een droom. Bij zowel de productie van auto’s, als bij de recycling komt immers meer dan voldoende koolstofdioxide vrij.

Les 3: Recycling via 3D-printen

Op het internationale ruimtestation ISS is al een tijdje een klein fabriekje aan boord: een 3D-printer afkomstig van het Californische bedrijf Made in Space. Handig als je plots een reserve-onderdeel nodig hebt. De astronauten printen dan gewoon wat ze nodig hebben. Dat scheelt weer in de voorraad die mee moet. Sinds november heeft Made in Space als slimme aanvulling haar ‘Plastic Recycler’ de ruimte ingestuurd. Die technologie is in staat om plasticafval aan boord in grondstof voor de 3D-printer te veranderen. Het systeem breekt plastic materialen weer af in polymeren, waarna er plastic filamenten van geworden gebrouwen; het basismateriaal voor de printer.

Astronauten maken via de 3D-printer gewoon wat ze nodig hebben. Dat scheelt weer in de voorraad die mee moet

Aangezien een auto steeds voor grote delen uit plastic bestaat – een BMW i3 bijvoorbeeld al voor 40 procent – zou een dergelijke techniek uitkomst kunnen bieden in de autorecycling. Jan Jonker, hoogleraar Duurzaam Ondernemen aan de Nijmegen School of Management verwees er in een eerder Green Light-interview al naar: “Het klinkt absurdistisch, maar ik denk dat we in de toekomst zelf onze ideale auto kunnen uitdenken en reprinten.”

Les 4: Bedenk nieuwe toepassingen voor te recyclen materiaal

In het verlengde van plasticrecycling aan boord van een ruimteschip of ruimtestation wordt gedacht aan de recycling van andere materialen. Metalen zouden kunnen worden verpoederd en dienen als ruw materiaal voor de 3D-printer, zo claimt de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Bij het recyclen in de ruimte is het nodig zo breed mogelijk te denken, want er mag geen procent verspild worden. “Het idee is geïnspireerd op de duurzame 'cradle to cradle'-aanpak die de aan land gebonden industrie de afgelopen jaren heeft onderzocht, waarbij alle grondstoffen in een product later opnieuw kunnen worden gebruikt voor een ander product, of worden geconsumeerd als voedsel, zonder afvalresten en zonder verlies in kwaliteit ”, aldus de ESA. Dat het daarbij out of the box denkt, blijkt uit het feit dat zelfs satellieten een rol spelen in dat toekomstbeeld. “Toekomstige planetaire sondes of satellieten kunnen bronnen van brandstof, water of andere grondstoffen worden die als schaars worden beschouwd voor de exploratiemissies die na hen komen.”

Nu is men in de autorecycling al goed op weg. We recyclen in Nederland afgedankte auto’s al tot 98,4 procent van het gewicht. “Wat overblijft van een oude auto, past nu in een boodschappentas”, klinkt het beeldend in een video van ARN. Het laatste stapje kunnen we zetten door met nóg meer urgentie naar de keten te kijken. Misschien wel door ons te wanen op een gigantisch ruimteschip dat aarde heet. Daar waar zelfs een boodschappentas vol aan restafval als een ware schat wordt beschouwd.