BioSTEP: From plant biomass and sidestreams to tissue engineering and biocomposite production

Langvarige romoppdrag til Månen og Mars krever bærekraftig bruk av ressurser for å redusere logistiske utfordringer. Plantebiomasse kan bidra med matproduksjon, oksygen og råstoff til (nano)cellulose for avanserte applikasjoner.

I BioSTEP-prosjektet, hvor NTNU Samfunnsforskning samarbeider med RISE PFI, undersøker derfor muligheten for å produsere nanocellulose og biokompositter fra plantebiomasse og emballasjeavfall i rommet.

Prosjektet gjennomførte en omfattende analyse av romrelevante biomasser og sidestrømmer, inkludert lignocelluloserester fra MELiSSA og avfall fra emballasjematerialer, for å vurdere deres egnethet til bruk i sårbehandling, vevsteknologi og produksjon av funksjonelle komponenter.

I tillegg kartla BioSTEP terrestriske produksjonsteknologier for nanocellulose og biokompositter, og identifiserte hvordan disse prosessene kan forenkles, integreres og tilpasses produksjon utenfor jorden. Denne helhetlige tilnærmingen avdekket sentrale teknologiske gap og pekte på lovende utviklingsveier for fremtidige rombaserte produksjonsmetoder.

Alt i alt bekrefter BioSTEP-prosjektet både den tekniske gjennomførbarheten og den strategiske betydningen av å produsere nanocellulosehydrogeler og biokomposittbaserte funksjonelle deler for romapplikasjoner. Ved å fokusere på forenkling, integrering og automatisering presenterer prosjektet et veikart som samsvarer med ESAs langsiktige visjon for bærekraftig ressursbruk og autonom produksjon i fremtidige transitt- og overflatemisjoner.

Disse fremskrittene styrker robustheten i livsopprettholdende systemer og muliggjør mer sirkulære materialstrømmer, noe som bringer oss nærmere selvforsyning i menneskelig utforskning utenfor jorden.

Long-term space missions to the Moon and Mars require sustainable resource utilization to overcome logistical challenges. Plant biomass offers multiple benefits, including food production, oxygen generation, and a source of (nano)cellulose for advanced applications. To explore this potential, the BioSTEP project, a collaboration between NTNU Samfunnsforskning and RISE PFI, investigated how plant-based resources and packaging side streams could be transformed into nanocellulose hydrogels and biocomposite-based spare parts for space applications.

The project conducted a comprehensive analysis of space-relevant crops and side streams, including MELiSSA lignocellulosic residues and packaging material waste, to evaluate their potential for wound dressings, tissue engineering, and the production of functional parts. In addition, BioSTEP reviewed terrestrial nanocellulose and biocomposite manufacturing technologies, identifying how these processes could be simplified and adapted for off-Earth production. This holistic assessment revealed key technological gaps and highlighted promising routes for future development.

Overall, the BioSTEP project confirms the technical feasibility and strategic relevance of nanocellulose hydrogel and biocomposite functional parts production for space applications. By focusing on simplification, integration, and automation, the project outlines a roadmap aligned with ESA’s long-term vision for sustainable resource use and autonomous manufacturing in future transit and surface missions.

These advancements support life-support robustness and enable circular material flows, strengthening the pathway toward self-sufficiency in human exploration beyond Earth.