Biosferos-2
Dešimtojo dešimtmečio pradžioje Amerikos dykumoje Arizonoje buvo pradėtas didelio masto projektas, pavadintas „Biosfera-2“ („Biosfera-1“ yra mūsų planeta Žemė). Ši dirbtinai sukurta uždara biosfera buvo pirmasis didelio masto bandymas imituoti natūraliose Žemės ekosistemose vykstančius procesus. Projekto autorių teigimu, eksperimento metu gauti rezultatai galėtų labai praversti ilgų kosminių skrydžių metu.
Visiškai nuo aplinkos (net atmosferos oro) izoliuotas „šiltnamių“ kompleksas užėmė apie 1,5 hektaro, „Biosferos-2“ atmosferos tūris buvo apie 204 tūkst. m 3 oro. Apie 3000 rūšių gyvūnų ir augalų, taip pat 8 Homo sapiens atstovai buvo „įkalinti“ milžiniškame „šiltnamyje“. Protingi Biosferos 2 gyventojai turėjo septynis skirtingus biomus: atogrąžų mišką, dykumą, savaną, vandenyną su nedideliu koralų rifu ir mangrovių estuarija, agrocenozę, kurioje kolonistai augino maistą (daržoves, vaisius ir gyvulius). ), taip pat gyvenamasis kvartalas. Gyvų organizmų rūšinė sudėtis buvo parinkta taip, kad geriausiai imituotų medžiagų biosferos ciklą, įskaitant organinių medžiagų gamybą ir skilimą, įskaitant natūralų žmogaus atliekų skaidymą.
Dirbtinai atkurti Žemės biosferą pasirodė ne toks jau paprastas dalykas. Kolonistai susidūrė su daugybe rimtų problemų. Viena iš pagrindinių problemų buvo ta, kad augalai nepajėgė pagaminti reikiamo deguonies kiekio. Deguonies kiekis Biosphere-2 atmosferoje sumažėjo nuo 21% iki 15%, todėl reikėjo siurbti deguonį iš išorinės aplinkos. Dvejus metus (nuo 1991 m. iki 1993 m.) dirbtinės biosferos gyventojai gyveno nuolatinio deguonies bado sąlygomis (panašų deguonies badą alpinistai patiria 4 km aukštyje). Mokslininkai teigia, kad dirvožemio mikroorganizmai suvaidino svarbų vaidmenį padidėjus deguonies suvartojimui.
Antroji problema, su kuria susidūrė žmonės, buvo maisto trūkumas. Biosferos-2 agrocenozės ploto nepakako 8 žmonėms aprūpinti maistu. Norint išspręsti šią problemą, reikėjo padidinti grūdų sėjos tankumą, taip pat atogrąžų miške pasodinti bananus ir papajas.
Trečioji problema, gerokai apsunkinusi žmonių gyvenimą izoliuotoje ekosistemoje, buvo nekontroliuojamas kenkėjų vabzdžių skaičiaus augimas. Dirbtinių Biosphere-2 ekosistemų mitybos grandinės pasirodė neišsamios, o vabzdžių kenkėjų skaičius pradėjo nuolat augti, nesant priešų. Biosferos-2, izoliuotos nuo išorinės aplinkos, sąlygomis insekticidų naudojimas kovai su vabzdžių kenkėjais yra nepagrįstas, nes tokiose mažose ekosistemose savaiminio apsivalymo procesai vyksta labai lėtai, o tai reiškia, kad cheminiu būdu apsinuodiję visi gyventojai, įskaitant žmones, įvyks neišvengiamai. Norėdami išspręsti šią problemą, kolonistai turėjo rankomis rinkti vabzdžius kenkėjus, taip pat veisti jų natūralius priešus.
Dykumos biomas truko neilgai. Rytais ant stiklinio Biosphere 2 stogo kondensavosi drėgmė ir krito žemyn kaip dirbtinis lietus. Praėjus kuriam laikui nuo eksperimento pradžios, dykuma pradėjo apaugti žole.
Eksperimento metu kai kurios problemos pasirodė gana netikėtos. Taigi vėjo trūkumas neigiamai paveikė kai kurias sumedėjusios augmenijos rūšis. Nesant vėjo slėgio medžių kamienui ir šakoms, medienos mechaniniai audiniai pasirodė nepakankamai išvystyti. Dėl to medžių kamienai ir šakos tapo trapūs ir lūžo nuo savo svorio.
Nuo 1996 m. Biosphere 2 valdė Kolumbijos universitetas, kuris tęsė tolesnius tyrimus, bet be žmogaus dalyvavimo. Kai kurios tyrimų komplekso biomos buvo prieinamos ekskursantams. 2005 m. Biosphere 2 buvo pateiktas pardavimui.
Kokia Biosfera-2 yra 2010 metais, galite pamatyti darytose nuotraukose Nojus Šeldonas.
Projektas „Biosfera-2“ – ar įmanoma gyvybė dirbtinėje buveinėje?
Neįtikėtinai blaivus eksperimentas!
Žmonių civilizacija turi turėti atsarginį planą, nes priešingu atveju, tęsdama tokį greitą judėjimą mūsų planetos sunaikinimo link, ji, civilizacija, neišvengiamai yra pasmerkta išnykti. Todėl tyrėjai susiduria su klausimu: o jeigu gyvenimo sąlygos Žemėje taps netinkamos žmogaus egzistavimui. Ne mažiau įdomi užduotis yra susijusi su kosmoso kolonizavimu. Negana to, jau 2018 m. planuojamas pirmasis žmogaus skrydis į Marsą. Atsakymus į juos bandė gauti jau 1991 m. „Space Biosphere Ventures“, bendradarbiaudama su mokslininkais, sukūrė dirbtinį ekosistemos modelį su uždarais biologiniais ciklais. Tai buvo grandiozinis projektas, vadinamas. Kur skaičius „du“ pabrėžė, kad mūsų Žemė vis dar yra biosfera Nr.
„Biosfera-2“ iš paukščio skrydžio.
Biosfera-2 projekto esmė
Sonorano dykumoje (Arizona, JAV), 1,2 hektaro plote, buvo pastatytas hermetiškai uždarytų kupolinių pastatų tinklas, izoliuotas nuo Žemės aplinkos. Kompleksas buvo padalintas į 5 kraštovaizdžio zonas: savaną, mišką, dykumą, mangrovių žiotis ir net miniatiūrinį vandenyną su paplūdimio zona. Likusi erdvė buvo skirta žemės ūkio reikmėms, gyvenamosioms patalpoms, visų vykstančių procesų stebėjimui ir bendravimui su išoriniu pasauliu buvo įrengtas valdymo ir skaičiavimo centras. Laboratorijos faunoje buvo daugiau nei trys tūkstančiai skirtingų atstovų, įskaitant ožkas, vištas, kiaules ir žuvis. Flora (apie 4 tūkst. rūšių) – medžiai, vaistažolės ir krūmai, galėtų atnešti 46 rūšių augalinio maisto. Skaičiavimų, augalų gaminamo deguonies, užauginto maisto ir pakartotinio to paties išvalyto vandens naudojimo pakaktų būtinam gyvybės ciklui. Komplekse buvo įrengta sudėtinga techninė įranga, imituojanti daugybę gamtos reiškinių (lietus, vandenyno srovės, banglenčių sportas jūroje ir kt.). Buvo manoma, kad ši arka, įskaitant 8 žmones, turėjo veikti savarankiškai dvejus metus.
Atogrąžų miškas.
Ūkis.
„Biosfera-2“ kūrėjams kainavo 200 000 000 USD.
Vandenynas.
Biosferos-2 eksperimento eiga
4 vyrai ir 4 moterys, tarp jų sertifikuoti žemės ūkio profesionalai, botanikas, sanitarijos darbuotojas, mechanikas, gydytojas ir okeanografas, savo noru atsiribojo nuo išorinio pasaulio, kad mokslo labui užsiimtų natūrine žemdirbyste. Daugelis darbuotojų pavydėjo savo kolegoms, vadino juos laimingais, manydami, kad jie išvažiuoja dangiškų atostogų. Pačioje pradžioje gyvenimas dirbtinėje biosferoje atrodė tikrai rožinis. Bionaftai entuziastingai dirbo fermose, žvejojo, kontroliavo tiekimo sistemą, ilsėjosi prie vandenyno, o vakare susitikdavo prie vieno stalo, filosofiškai šnekučiuodavosi, valgydavo puikų maistą iš šviežiai paruoštų produktų – kas ne rojus?
Mokslinio projekto „Biosfera-2“ dalyvių grupė visu pajėgumu.
Grupės gydytojas Roy Walfordas.
„Biosferos-2“ valgomasis.
Virtuvės blokas "Biosfera-2".
Vieno iš dalyvių miegamasis.
Tačiau po 7 dienų susijaudinęs technikas visiems pranešė, kad Biosphere-2 konstruktoriai padarė klaidą skaičiavimuose ir deguonies procentas ore mažėja. Ir jei tendencija išliks, tada per metus gyventi kupole bus neįmanoma. Nuo to laiko kolonistai pradėjo intensyvią veiklą, siekdami pašalinti klaidą. Pirmas žingsnis buvo priimti sprendimą intensyviai auginti augalus, kurie gamina didelį O2 kiekį. Tada buvo paleistas atsarginis CO2 absorberis. Staigus gelbėtojas buvo vandenynas, kuriame nusėdo anglies dioksidas, tačiau dėl to rezervuaro rūgštingumas nuolat didėjo, teko jį dirbtinai sumažinti.Visos priemonės, kurių buvo imtasi, nedavė norimo rezultato – oras vis labiau augo. retintas.
Laikui bėgant iškilo kita problema. Buvo nustatyta, kad visa Biosphere-2 ūkininkavimo įmonė mokslininkus gali išmaitinti tik 80 proc. Dienos racioną teko sumažinti iki 1700 kcal (šis skaičius yra normalus biuro darbuotojams, bet ne fizinį darbą dirbantiems žmonėms). Švediškas stalas pakeistas išmatuotomis porcijomis. Žmonės kurį laiką jautėsi alkani. Tai sukėlė konfliktines situacijas tarp bionaftų. Visų pirma teko užrakinti maisto sandėliuką, po siaubingo plėšimo incidento, kuris liko neišspręstas, niekas savo kaltės nepripažino.
Ūkyje dirba bionaftai.
Vėliau paaiškėjo, kad Jane Poynter (ūkio vadovė), likus dviem mėnesiams iki pristatymo, apskaičiavo maisto trūkumą. Tačiau, spaudžiama komandos gydytojo Roy Walfordo, ji nusprendė neišsakyti savo minčių. Paaiškėjo, kad gydytojas dirbo atskirai, įrodydamas teoriją apie gyvenimo trukmės ilgėjimą sumažinus suvartojamų kalorijų kiekį. Jo ankstyvosios eksperimentinės žiurkės, kurių suvartojamų kalorijų kiekis buvo sumažintas per pusę, gyveno dvigubai ilgiau. Jis planavo atlikti savo slaptą eksperimentą su žmonėmis „Biosferos-2“ sąlygomis. Jam moteriai įėjo į galvą, kad tokia dieta tik pagerins dalyvių sveikatą. Gydytojas vienintelis nesiskundė maisto trūkumu. Taip maitindamiesi 6 mėnesius žmonės numetė vidutiniškai 10 kg svorio, pagerėjo kraujo tyrimai, sumažėjo cholesterolio kiekis, normalizavosi medžiagų apykaita.
Tuo pačiu metu tiriamieji jautėsi vis blogiau. Kitų metų vasaros mėnesiai Biosferoje 2 pasirodė patys sunkiausi. Maisto grandinės dirbtinėje aplinkoje buvo nepilnos, o kenksmingų vabzdžių skaičius, nesant atsveriančiam natūralių priešų skaičiui, sparčiai didėjo. Ryžių derlius buvo sunaikintas. Teko valgyti ankštinių daržovių ir morkų. Organizme susikaupusio karotino gausa jų odai suteikė oranžinį atspalvį. Dideli medžiai „džiunglių“ sektoriuje ėmė griūti ir griūti (mokslininkams, laužydami smegenis dėl medžių trapumo reiškinio, padarė išvadą, kad priežastis buvo vėjo trūkumas komplekse, kuris natūraliomis sąlygomis, silpnėjant, sustiprina jų lagaminai). Gyvūnų ir augalų pasaulis pradėjo nykti. Vieninteliai, kurie gerai gyveno, buvo tarakonai ir žąsiai, jų populiacija didėjo kiekvieną dieną.
Tuo metu O2 lygis Biosferoje-2 rodė 16% (norma – 21%). Dėl deguonies bado kolonistai jautė nuolatinį nuovargį, galvos svaigimą, nebegalėjo kaip reikiant atlikti savo pareigų. Žmonės tapo liūdni, prislėgti ir irzlūs; ši emocinė būsena paskatino nuolatinius susirėmimus grupėje. Pagrindinė skandalų priežastis – nuomonių skirtumai: dalis dalyvių manė, kad, nepaisant eksperimento sunkumų, reikia atlikti darbus ir išbūti po kupolu numatytą laiką, keturi buvo priešingos nuomonės. Jie manė, kad reikia skubiai prašyti pagalbos ir į projektą įtraukti kitus mokslininkus, kad suprastų, kur dingsta oras. Jie taip pat neprieštaraudavo siurbti trūkstamą deguonį ir organizuoti maisto tiekimą iš išorės.
Iš dalyvės Džeinės (kuri pasisakė už pagalbos iš išorės pritraukimą) atsiminimų: „Nuolat svaigo galva, bet vis tiek teko tvarte tvarkyti galvijus, ilsintis kas minutę, antraip nukrisiu be sąmonės. Ryte su komanda vėl aptarėme aktualias problemas „Biosferoje-2“, tada išsakiau, kad buvimas tokiomis sąlygomis, badaujant ir dūstant – jau ne mokslas, o sekta! Pagalvojau apie viską, kas vyksta, ir tą pačią minutę Abigail Ayling (tyrimų vadovė) priėjo prie manęs ir spjovė man į veidą! Aš sumišęs pasakiau: „Kodėl? „Tu pavalgysi“, - atsakė ji išeidama.
Tuo tarpu ekskursiniai autobusai su turistais kasdien važiuodavo spoksoti į spaudoje reklamuojamus fantastiškus personažus, gyvenančius dideliame akvariume ir nė nenutuokiančius apie viduje siaučiančias aistras. Beje, kaip vėliau prisipažino pirmojo realybės šou „Big Brother“ kūrėjai, „Biosfera-2“ pasitarnavo kaip prototipas kuriant olandų projektą.
Kiekvieną dieną šimtai turistų rinkdavosi po Biosphere-2 sienomis.
Jau devyniasdešimt antrųjų rudenį O2 nukrito iki 14,2 proc. Gydytojas Walfordas oficialiai pareiškė, kad atsisako visų oficialių pareigų dėl to, kad mintyse nebegalėjo pridėti dviženklių skaičių. Tamsoje pasidarė dar sunkiau, nes trūkstant augalų fotosintezės, O2 sparčiai mažėjo. Šiame etape visi žinduoliai Biosferoje-2 jau buvo žuvę. Išoriniai bandymų vadovai nusprendė pradėti siurbti deguonį ir tiekti papildomus produktus. Priemonės, kurių buvo imtasi, turėjo gerą poveikį tiriamųjų sveikatai, tačiau tai neleido jas naudoti, o tai trukdė tolesniems tyrimams.
1993 metų rugsėjį viskas oficialiai baigėsi ir žmonės išėjo. Netrukus žurnalistai sužinojo apie slaptą oro ir maisto tiekimą ir iš karto pavadino „Biosfera-2“ didžiausia šimtmečio moksline nesėkme.
Kur dingo deguonis?
Kaip vėliau paaiškėjo, problema buvo kupolo cementinėse pertvarose, su kuriomis sureagavo O2 ir oksidų pavidalu nukrito ant sienų. Antrasis veiksnys buvo mikroorganizmai dirvožemyje. Bandymui buvo pasirinktas derlingiausias juodžemis, siekiant joje ilgiau išsaugoti natūralius mikroelementus. Tačiau tokiame dirvožemyje taip pat yra daugiausia bakterijų, kurios taip pat sunaudoja deguonį. Jei eksperimentas būtų atliktas kitoje planetoje, jo pabaiga būtų kolonistų mirtis. Komplekso „Biosfera-2“ viduje ant vidinės sienos išlikęs vieno iš dalyvių padarytas užrašas: „Tik šioje vietoje pajutome, kiek esame priklausomi nuo gamtos. Jei medžiai išnyks, neturėsime kuo kvėpuoti, jei vanduo bus užterštas, neturėsime ko gerti.
Vėliau buvo bandoma atlikti panašius tyrimus, bet be žmonių. Bandymas nedavė lauktų rezultatų, rėmėjai atsisakė finansavimo ir projektas buvo įšaldytas. Daugelį metų Biosfera-2 pakeitė savininkus ir išliko turistų traukos objektu. Iki 2011 m. Arizonos universitetas atnaujino mokslinį darbą komplekso teritorijoje, susijusį su klimato kaitos tyrimais, kurie tęsiasi iki šiol. Nuo eksperimento pabaigos praėjo 23 metai ir mokslas nestovi vietoje, laukiame naujų atradimų astrobiologijos srityje.
Vaizdo įrašas: Jane Poynter pasakoja apie gyvenimą ir sunkumus dirbant Biosphere 2.
Kiti įrašai 
– Arizonos dykumoje (JAV) „Space Biosphere Ventures“ ir milijardieriaus Edwardo Basso pastatytas uždarą ekologinę sistemą imituojantis statinys.
Skaičius „2“ pavadinime yra skirtas pabrėžti, kad „Biosfera-1“ yra Žemė. Yra alternatyvi versija apie „pirmąją biosferą“ - taip vadinamas Amerikos biosferos paviljonas pasaulinėje parodoje „Expo 67“, vienu metu ne mažiau garsus nei „Atomium“. Šią versiją palaiko pastebimas išorinis Biosphere ir Biosphere-2 dizaino panašumas.
Pagrindinė Biosphere 2 užduotis buvo išsiaiškinti, ar žmogus gali gyventi ir dirbti uždaroje aplinkoje. Tolimoje ateityje tokios sistemos gali būti naudingos ir kaip autonominės gyvenvietės erdvėje, ir itin pablogėjus gyvenimo sąlygoms Žemėje.
Dizainas
Laboratorija – tai 1,5 hektaro bendro ploto hermetiškai uždarų pastatų tinklas, pagamintas iš lengvų medžiagų, suskirstytų į kelias nepriklausomas ekosistemas ir uždengtas stikliniu dangteliu, praleidžiančiu apie 50% saulės šviesos. Vidinė erdvė padalinta į 7 blokus, įskaitant atogrąžų mišką, miniatiūrinį neįprastos cheminės sudėties vandenyną, dykumą, savaną ir mangrovių estuariją. Milžiniški „plaučiai“ reguliuoja vidinį slėgį taip, kad jis atitiktų išorinį – taip sumažinamas oro nuotėkis.
Eksperimento eiga
Eksperimentas buvo atliktas dviem etapais: pirmasis – nuo 1991 m. rugsėjo 26 d. iki 1993 m. rugsėjo 26 d., antrasis – 1994 m. Pirmojo etapo metu deguonies lygis pradėjo kristi 0,5% per mėnesį, todėl susidarė situacija, kai žmonės buvo priversti gyventi deguonies bado sąlygomis (panašios sąlygos stebimos ir 4080 m aukštyje virš jūros lygio). Kadangi deguonies lygis nukrito iki tokio pavojingo lygio, buvo priimtas sprendimas dirbtinai pumpuoti deguonį iš išorės. Antrasis etapas taip pat buvo per anksti nutrauktas dėl organizacinių ir finansinių problemų.
Manoma, kad deguonies kiekio sumažėjimą lėmė netikėtas dauginimasis mikroorganizmai. Pasėliai, savanos ir miškas prisipildė mikroorganizmų, kurie pradėjo daugintis ir naikinti sodinukus.
Gyvenimas viduje
Aštuoni žmonės (keturios moterys ir keturi vyrai) išbuvo Biosferoje 2 maždaug dvejus metus, ryšį su išoriniu pasauliu palaikydami tik per kompiuterį. Kartu su jais ten buvo pristatyta 3000 augalų ir gyvūnų rūšių.
Iš pradžių eksperimentas vyko pagal planą – laboratorijoje augo medžiai, žolė ir krūmai, kurie davė 46 rūšis augalinis maistas, buvo ožkų ganyklos, kiaulidės, vištidės, dirbtiniuose telkiniuose plaukiojo žuvys ir krevetės.
Buvo daroma prielaida, kad kompleksas veiks autonomiškai, nes visos normalios sąlygos medžiagų apykaita. Saulės šviesos, mokslininkų skaičiavimais, turėjo pakakti, kad dėl fotosintezės augalai pasigamintų pakankamai deguonies, atliekų perdirbimui užtikrinti buvo pasitelkiami kirminai ir mikroorganizmai, vabzdžiai – tręšti augalus ir kt.
Tačiau per kelias savaites natūrinių ūkininkų gyvenimas buvo sutrikdytas. Netikėtai pradėjo daugintis mikroorganizmai ir vabzdžiai, netikėtai sunaudodami deguonies ir sunaikindami pasėlius (pesticidų naudojimas nebuvo numatytas). Projekto gyventojai pradėjo mesti svorį ir dusti. Mokslininkai turėjo pažeisti eksperimento sąlygas ir pradėti tiekti deguonį bei produktus į vidų (šie faktai buvo paslėpti ir vėliau atskleisti). Pirmasis eksperimentas baigėsi nesėkme: žmonės numetė daug svorio, deguonies kiekis sumažėjo iki 15% (normalus kiekis atmosferoje – 21%).
1994-aisiais pasibaigus eksperimentui, prasidėjo trejus metus trukusi didžiulio komplekso restauracija. Per tą laiką rėmėjai atsisakė projekto, pripažindami, kad eksperimentas nedavė laukiamų rezultatų. 1996 metų pradžioje Biosfera-2 buvo perduota mokslinei B. Marino ir jo kolegų priežiūrai iš Žemės observatorijos Kolumbijos universitete. Jie nusprendė sustabdyti eksperimentą ir pašalinti žmones iš konstrukcijos, nes buvo neaišku, kaip išspręsti mitybos ir pastovios oro sudėties palaikymo problemą.
1996 m. viduryje mokslininkai pradėjo naują eksperimentą, šį kartą nedalyvaujant žmonėms. Jie turėjo išsiaiškinti:
- ar tikrai derlius didėja padidėjus CO 2 procentui ir kiek?
- kas atsitinka su anglies dioksido pertekliumi ir kur jis kaupiasi;
- Ar įmanomas atvirkštinis katastrofiškas procesas nekontroliuojamai padidėjus anglies dioksido kiekiui atmosferoje?
Rastos problemos
- Laboratorijoje veisiasi daugybė mikrobų ir vabzdžių, ypač tarakonų ir skruzdėlių.
- Po stikliniu komplekso stogu paryčiais kondensavosi vanduo ir pliaupė dirbtinis lietus.
- Kūrėjai nenumatė tokio reiškinio kaip vėjas: paaiškėjo, kad be reguliaraus siūbavimo medžiai tampa trapūs ir lūžta.
Išpardavimas
2005 m. sausio 10 d. įmonė, kuriai priklauso unikalus kompleksas, laboratoriją išleido parduoti.
išvadas
Ant vienos iš vidinių „planetos“ sienų iki šiol išlikusios kelios vienos iš moterų parašytos eilutės: „Tik čia pajutome, kaip esame priklausomi nuo supančios gamtos. Jei nebus medžių, neturėsime kuo kvėpuoti, jei vanduo bus užterštas, neturėsime kuo gerti“.
1990 metų pradžioje Amerikos dykumoje netoli Arkanzaso buvo pradėtas įgyvendinti grandiozinių tikslų turėjęs projektas – sukurti uždarą kompleksą, visiškai izoliuotą nuo išorinio pasaulio sąlygų. Tai yra, pagal projekto sąlygas buvo numatyta, kad komplekso viduje gyvenantys dalyviai bus tarsi svetimoje planetoje, su agresyvia išorine aplinka.
Projektas vadinosi „Biosfera-2“; skaičius 2 reiškė, kad skaičius 1 buvo pati Žemė. Projekto autoriai sumodeliavo didelės apimties biosferą, kuri užėmė 1,5 hektaro plotą. O projektą, remiamą milijardieriaus Edwardo Basso, pastatė „Space Biosphere Ventures“.
Projektas „Biosfera-2“ buvo didžiulis kompleksas su šiltnamiais, kuriame buvo apie 3 tūkst. gyvūnų ir augalų rūšių, o atmosferos tūris apie 204 tūkst. m3 oro. Didelio masto uždaros ekosistemos modeliavimo projekte savanoriškai dalyvavo 8 žmonės.
Svarbiausias projekto Biosphere-2 tikslas buvo tolesnio pritaikymo kosmoso tyrinėjimams perspektyva. Prisiminiau kiek primirštą projektą „Biosfera-2“, susijusį su didėjančiu susidomėjimu Marso tyrinėjimu, ir kaip tai gali nutikti. Juk projekto tikslas buvo išsiaiškinti, ar grupė žmonių gali gyventi ir dirbti uždaroje aplinkoje.
O planai šiam projektui buvo dideli, nes sėkmės atveju projekto plėtra galėtų būti panaudota kuriant autonomines gyvenvietes tolimose Saulės sistemos planetose. Be to, kompleksas „Biosfera-2“ taip pat galėtų būti naudojamas visuotinai pablogėjus aplinkos situacijai pačioje Žemėje.
Biosferos-2 komplekso struktūra.
Žinoma, Arizonos (JAV) dykumoje pastatytas kompleksas „Biosfera-2“ neturėjo reikiamos apsaugos – jei jis būtų pastatytas, pavyzdžiui, Marse – tai reiškia apsaugą nuo meteoritų ir asteroidų. Tačiau Žemėje to neprireikė – kitu atveju tai visiškai nuo išorinės aplinkos izoliuotas kompleksas, kuriame projekto dalyviai su išoriniu pasauliu bendraudavo išskirtinai per kompiuterį.
Amerikos dykumoje esantis kompleksas buvo kapsulinio tipo pastatas, hermetiškai uždarytas. Kiekvienas šio komplekso pastatas buvo atskira, nepriklausoma ekosistema. Pastatų statybai naudotos lengvos medžiagos, stiklinis stogas kupoliniu būdu praleidžia apie 50 procentų saulės šviesos.
Keturių moterų ir keturių vyrų gyvybei „Biosfera-2“ kompleksas turėjo keletą skirtingų biomų – dykumą ir savaną, atogrąžų mišką ir vandenyną su koraliniu rifu. Natūralu, kad gyvenamasis modulis. Projekte dalyvauja ir agrocenozės modulis, kuriame naujakuriai augino vaisius ir daržoves, ožkų ganymosi vieta. Tai yra, projekto apimtį galite įsivaizduoti.....
Projekto mokslininkai ypatingu dėmesiu žvelgė į rūšinę sudėtį, siekdami kuo tiksliau atkurti natūralų medžiagų ciklą. Tai taip pat apima organinių medžiagų skilimą, įskaitant projekto „Biosfera-2“ dalyvių atliekas. Tačiau tyrėjams pasirodė sunku imituoti Žemės biosferą.
Projekto „Biosfera-2“ problemos.
Pirmiausia atsirado deguonies trūkumo problema. Kaip paaiškėjo, augalai, nepaisant kruopštaus preliminaraus skaičiavimo, negali užtikrinti normalaus deguonies kiekio projekto moduliuose. Pamažu, nuo pirmųjų projekto savaičių, deguonies lygis pradėjo mažėti.
Projekto dalyviai patyrė deguonies badą, lygis sumažėjo nuo 21% iki 15% - tokiomis sąlygomis dalyviai komplekse gyveno nuo 1991 iki 1993 metų, panašų badą alpinistai patiria maždaug 4 tūkstančių metrų aukštyje. Kaip teigė projekte dirbantys mokslininkai, taip yra dėl dirvožemio mikroorganizmų. Dėl to į kompleksą iš išorės buvo pradėtas pumpuoti deguonis.
Kita problema, su kuria susiduria uždaros ekosistemos dalyviai, yra maisto trūkumas. Paaiškėjo, kad agrocenozei skirtas plotas per mažas, kad juo galėtų maitintis 8 žmonės. Norint išspręsti problemą, reikėjo padidinti grūdų sėjos tankumą. O atogrąžų miške naujakuriai pasodino bananų ir papajų.
Ir trečioji problema, su kuria susidūrė dirbtinės ekosistemos „Biosfera-2“ dalyviai, buvo nesugebėjimas suvaldyti vabzdžių kenkėjų, kurių daugėjo, daugėjimo. Pagal projekto sąlygas pesticidų naudoti nebuvo leidžiama, o dalyviai turėjo rankiniu būdu rinkti kenkėjus ir be to, savarankiškai veisti savo natūralius priešus.
Didelio masto eksperimentas atskleidė, kad vėjo trūkumas neigiamai veikia medžius. Dėl vėjo nespaudimo medžio kamieno mediena tampa tokia minkšta, kad medžių kamienai lūžta nuo savo svorio.
Įtakos turėjo ir nedidelės grupės žmonių, gyvenančių atskirai, psichologinis veiksnys. Pirma, viena iš eksperimento dalyvių nupjovė pirštą, kurio nepavyko vėl pritvirtinti, dėl ko ji turėjo palikti projektą. O padėtis tarp savanorių naujakurių tapo tokia įtempta, kad jie išsiskyrė į dvi stovyklas – sunkiai ištveria bendrą visuomenę.
Biosfera-2 projekto rezultatai.
Dėl to didelio masto uždaros ekosistemos projektą nuo 1996 m. toliau vykdė Kolumbijos universiteto mokslininkai, nors ir nedalyvaujant žmogui. Kai kurie komplekso pastatai netgi buvo prieinami norintys apžiūrėti grandiozinį projektą. Tačiau iki 2005 metų mokslininkams jo nebereikėjo, o „Biosfera-2“ kompleksas buvo apleistas ir parduodamas.
Biosferos projektas trunka 40 metų.
Anglas Davidas Latimeris maždaug prieš 40 metų sukūrė savo biosferos projektą. Lygiai prieš tiek metų. Paėmęs didžiulį butelį, jis užmūrijo jame augalą ir apie du metrus nuo lango sukūrė uždarą ekosistemą, nuo to laiko biosfera nebuvo atidaryta.
Vanduo, paliekantis augalo lapus, kondensuojasi ant indo sienelių, tada išsiliejo ant augalo. O deguonį, susidarantį dėl fotosintezės, sugerdavo krintantys lapai, kurie suyra. Skilimo proceso metu susidaręs deguonis vėl buvo absorbuojamas augalo, sudarydamas organines medžiagas ir deguonį. Taigi, augalui nereikėjo priežiūros, o Davidas Latimeris sugebėjo sukurti uždarą ekosistemą.
Šį įdomų eksperimentą surengė amerikiečių milijardierius Edward Bus ir Space Biosphere Ventures. Jie tikėjosi išsiaiškinti, ar žmogus gali išgyventi uždaroje aplinkoje nebendraujant su išoriniu pasauliu. Nepaisant to, kad į projekto organizavimą buvo žiūrima itin rimtai, o finansavimas buvo skirtas reikiama suma, eksperimentas buvo pripažintas žlugusiu. Pažiūrėkime, kodėl taip atsitiko.
Arizonos dykumoje JAV buvo pastatytas grandiozinis kompleksas „Biosfera-2“. Tai turėjo būti rojus 8 savanoriams tyrėjams, kurie taps projekto dalyviais. Kad egzistuotų autonomiškai ir būtų visiškai nepriklausomas nuo išorinio pasaulio, grandiozinis 1,5 hektaro ploto kompleksas buvo sukurtas kaip nedidelė Žemės planetos kopija. Struktūrą sudarė 7 atskiri blokai, kai kurie iš jų imitavo įvairias ekosistemas: atogrąžų mišką, mangroves, savaną, vandenyną, dykumą. Didelės teritorijos buvo skirtos žmonių maistui tinkamų augalų auginimui. Pats pastatas buvo izoliuotas nuo išorinio pasaulio, o gyventi tinkamą deguonies lygį turėjo užtikrinti viduje esantys augalai.
Kartu su projekto dalyviais į kompleksą buvo atvežtos ožkos, vištos, kiaulės ir keletas tvenkiniuose gyvenusių žuvų rūšių. Buvo manoma, kad žmonės patys, dirbdami šiltnamiuose, užsiaugins sveikus vaisius ir daržoves, rūpinsis naminiais gyvūnais, kurie jiems taps ir maisto šaltiniu.
Mokslinis eksperimentas buvo pradėtas 1991 m., jame dalyvavo 8 žmonės: 4 moterys ir 4 vyrai. Tačiau pirmąjį projekto mėnesį liko tik septyni dalyviai, nes viena moteris lauko darbų metu susižalojo pirštą. Ji negalėjo gauti tinkamo lygio medicininės priežiūros ir buvo priversta palikti projektą.
Antroji problema, kuri taip pat išryškėjo eksperimento pradžioje, buvo deguonies sumažėjimas. Nepaisant visų skaičiavimų ir didelio žalių fotosintetinių augalų skaičiaus, prietaisai rodė deguonies kiekio ore sumažėjimą. Paaiškėjo, kad skaičiavimai atlikti neteisingai ir augalų gaminamo deguonies nepakako komplekso gyventojams aprūpinti.
Be to, paaiškėjo, kad komplekse labai greitai dauginasi kenksmingi mikroorganizmai ir vabzdžiai. Nuo tarakonų ir skruzdėlių nepabėgo, o žalieji augalai buvo nuo kenkėjų malonės. Kadangi iš pradžių nebuvo numatyta naudoti chemikalus kenkėjų kontrolei uždaroje komplekso „Biosfera-2“ erdvėje, buvo nuspręsta vabzdžius rinkti ir naikinti rankiniu būdu. Visa tai žmones labai vargino, gyvenimas komplekse virto sunkiu darbu.
Na, o paskutinis dalykas, kurį organizatoriai prarado iš akių – pačių projekto dalyvių psichologinė sveikata. Viskas įvyko maždaug taip, kaip rodoma Holivudo filmuose apie skrydžius į Marsą. Beveik iš karto dėl nesutarimų žmonės buvo suskirstyti į dvi grupes, kurios tarpusavyje mažai bendravo. Dėl padidėjusio fizinio aktyvumo ir maisto trūkumo projekto dalyviai pradėjo kristi svoris. Tuo remiantis, konfliktų atvejai grupėje padažnėjo, o moralinis klimatas komandoje paliko daug norimų rezultatų. Jie linksmai mojavo žurnalistams pro panoraminius langus, bet iš tikrųjų su nekantrumu laukė šio džiaugsmingo projekto pabaigos.
Projektas buvo baigtas lygiai po dvejų metų. Po kurio laiko į spaudą nutekėjo informacija, kad į kompleksą nuolat pumpuojamas trūkstamas deguonies kiekis, taip pat buvo tiekiamas papildomas maisto atsargas. Eksperimentas buvo laikomas nesėkmingu. Ekspertai buvo priversti sutikti, kad kompleksą ir jo vidinį turinį reikia gerokai patobulinti.
