Биосфера-2: эксперимент по созданию искусственной автономной экосистемы

«Биосфера-2» - это полный провал? Или необходимый и ценный опыт? Человек не смог создать искусственную экосистему, которая в изолированном состоянии смогла бы просуществовать хотя бы несколько лет. Закон «природа знает лучше» опровергнуть не удалось. Как следствие: межпланетные полеты с человеческими экипажами под большим вопросом. Что же это было?

Комплекс «Биосфера-2» возводился в пустыне штата Аризона в течение 1987-1991 гг. и стоил около 200 млн. долларов. Комплекс представлял собой сооружение из стали и стекла, площадью 1,27 гектара, объемом 203760 куб. м.

Цель проекта – создать уменьшенную и упрощенную модель биосферы (автономную экосистему), своего рода полигон для моделирования процессов, происходящих в экосистемах Земли, а также будущих проектов космических станций, межпланетных кораблей, внеземных колоний.

Внутрь биосферы-2 взяли несколько тысяч видов растений, мелких млекопитающих, птиц, рептилий, насекомых. Микроорганизмы попали туда «без билета» - с почвой, водой, животными и людьми. Видовой состав был научно подобран так, чтобы моделировать биологический круговорот, включающий продуцирование органического вещества и разложение отходов жизнедеятельности.

Было создано 7 искусственных «микробиомов» - тропический лес, пустыня, саванна, океан с коралловым рифом и мангровым эстуарием, агробиоценоз, ферма для домашних животных (свиньи, куры, козы) и жилой блок для людей. Агробиоценоз – специальные теплицы для выращивания продуктов питания (овощи, фрукты). Все это были герметично изолировано от настоящей биосферы стеклянным куполом.

В 26.09.1991 г. 8 добровольцев-бионавтов (4 мужчины и 4 женщины) вошли в купол и эксперимент начался.

Уже в первый месяц выяснилось, что содержание кислорода постепенно падает, а содержание углекислого газа растет. Началась борьба за воздух. Для снижения концентрации  углекислого газа стали наращивать производство фитомассы, запустили поглотитель углекислоты. Но процесс снижения кислорода продолжался. Углекислый газ частично поглощался микроокеаном, вода которого стала закисляться.

Далее выяснилось, что производительности «огорода» в 20 соток не достаточно для полноценного питания 8 человек, даже с помощью всей современной агротехнологии. Бионавты получали только 80% от необходимого рациона.

Причем, оказывается, что руководители проект знали о возможном продовольственном кризисе еще до начала эксперимента, но решили, что полуголодное существование пойдет только на пользу. Но количество еды достаточное для городского жителя, проводящего значительную часть времени на диване под телевизором, оказалось не достаточно для людей, которые многие часы занимались физическим трудом.

В 1992 г. проблемы стали усугубляться. Летом вредители уничтожили посевы риса и бионавтам пришлось питаться в течение нескольких месяцев фасолью и морковью. Оказалось, что такая диета придает человеческой коже оранжевый оттенок.

Постепенно разрушились микробиомы, имитирующие пустыню и тропический лес. В пустыне на потолке постоянно конденсировалась влага и стоял туман. В лесу деревья стали почему-то засыхать и падать. Кислотность микроокеана повысилась и кораллы погибли. Из дикого животного мира остались только муравьи и тараканы. Содержание кислорода упало до 14-16%.

Бионавты оказались в условиях хронического кислородного голодания. Здоровье людей значительно ухудшилось. Руководителям проекта пришлось нарушить чистоту эксперимента: началась подкачка кислорода извне и нелегальные поставки пищи (что делалось тайно от общественности).

26 сентября 1993 г. шлюз был открыт и эксперимент закончился.

Через два года была предпринята вторая попытка, которая неожиданно закончилась уже через 10 месяцев. Двое бионавтов второго призыва, не выдержав, самовольно открыли шлюзы.

Кстати, два участника 1 проекта Д. Пойнтер и Т. Маккалум организовали свою фирму по производству «карманных» биосфер – маленьких автономных водных экосистем, которые могли существовать без специального ухода длительное время (единственное условий – поступление солнечной энергии).

А сам комплекс биосфера-2 заброшен…

Таким образом, первая техническая попытка создать длительно существующую автономную экосистему, с полным циклом жизнеобеспечения для людей, провалилась, но дала важный опыт.