Эксперимент Биосфера-2

                Эксперимент «Биосфера-2». 

        В середине 1980-х г. более двухсот инженеров и ученых объединились для строительства огромного сооружения из стекла и бетона. Идея заключалась в том, чтобы создать миниатюрную независимую биосферу, полностью изолированную от окружающего мира, чтобы узнать смогут ли люди жить в искусственной экосистеме, как они будут воздействовать на животных и растения вокруг них и наоборот. Этот грандиозный проект получил название "Биосфера 2", поскольку биосферой №1 является наша планета. Биосфера – это оболочка Земли, которая существует более 3,8 млрд. лет. В границах этой сферы обитания расположены несколько слоев с разным составом, в которых развиваются все жизненные формы и геологические структуры. Уникальные свойства биосферы создают условия для взаимодействия живых организмов с неорганическими элементами среды их обитания. Основное значение экосистемы для нашей планеты – непрерывное продолжение жизни, где конец одного жизненного цикла формирует питательную среду для следующего поколения. В органических структурах происходит циклическое накопление, а затем преобразование солнечной энергии. Это биологический круговорот, который создает условия, пригодные для развития растений, животных, других биологических видов. (Л1) Огромная станция была такая же герметичная, как МКС, и отгорожена от внешней среды 500-тонными куполами и пирамидами из стекла и стали. Единственное, что могло проникнуть под купол - это солнечный свет для обеспечения фотосинтеза растений. По замыслу ученых в этой среде восемь добровольцев должны прожить два года, их назвали "бионавтами". Под стеклянными пирамидами и куполами станции были смоделированы тропические леса, пустыня, саванна, мангровые болота и даже небольшой "океан" с коралловым рифом. Также для бионавтов была оборудована ферма и небольшие сельхозугодия, благодаря которым, по замыслу ученых, команда добровольцев могла бы обеспечивать себя едой. Для всего этого специалисты высадили в "Биосфере-2" около 3000 разнообразных видов растений и поселили под куполами более 4000 различных представителей фауны. В местном пруду жила рыба, а ферма была заселена четырьмя козами с козлом, тремя петухами и 35 курами, двумя свиноматками и кабаном.               
               

                - 2 -

26 сентября 1991 г. Восемь добровольцев приступают к началу эксперимента "Биосфера-2". Сначала все шло так, как планировали ученые: бионавты ежедневно проверяли исправность работы систем станции, трудились на ферме и обрабатывали поля, ловили в рыбу и загорали на миниатюрном "океаническом пляже", наслаждаясь жизнью. Однако, уже через неделю пребывания в "Биосфере-2" у колонистов начались первые проблемы. Вин Тилло, назначенный главным техником станции сообщил о том, что судя по ежедневно проводимым анализам воздуха, в атмосфере станции происходит увеличение количества углекислого газа и постепенно падает уровень содержания кислорода.  И если эти изменения на начальном этапе совершенно незначительны, при сохранении тенденции уже спустя год на станции проживать станет невозможно. После этого беспечная и радостная жизнь добровольцев внутри "Биосферы-2" закончилась и началась тяжелая борьба за воздух под герметичными куполами станции. Позже ученые выяснили, что виновниками уменьшения количества кислорода стали микроорганизмы, разрастающиеся в богатой компостом почве биосферы и бетон здания. Микробы сами по себе были безвредны, но они превращали кислород в углекислый газ, который затем реагировал с бетоном здания и образовывал карбонат кальция, который необратимо удалял молекулы кислорода из атмосферы станции. Не смотря на все приложенные бионавтами усилия, воздух внутри с каждым днем был все более разреженным. Спустя еще некоторое время в жизни колонистов появилась другая крупная проблема. Стало ясно, что 2500 квадратных метров фермы, невзирая на плодородность почв и населяющих ее животных, может удовлетворять потребности бионавтов в еде не более, чем на 80%. Дневной рацион колонистов составлял 1700 калорий, этой энергии достаточно для людей, ведущих малоподвижный образ жизни и очень мало для тех, кто много занимается физическим трудом (чем по большей части и приходилось заниматься бионавтам). После того как стало известно о дефиците пищи, Джейн Пойнтер, которая была назначена ответственной за работу фермы рассказала о ее подозрениях (еще до заселения в "Биосферу-2") в том, что по ее расчетам жители станции рано или поздно столкнутся с продовольственным кризисом. Но диетолог д-р Валфорд убедил всех, что небольшая нехватка пищи принесет только пользу колонистам. И если Валфорд был готов к такой диете, то многим другим участникам такое ограничение в еде было не по душе. Постоянный сбор урожая, много часов работы на полях. Из-за этого команду не оставляли мысли о еде, и их вес таял, как мороженое на горячем асфальте. В результате, жители станции за время проживания в Биосфере-2 потеряли до 18% массы своего тела. Однако нужно отметить то, что через шесть месяцев в крови бионавтов значительно снизился уровень холестерина и улучшился обмен веществ. При этом бионавты перед репортерами и туристами, находящимися за стеклом, сохраняли жизнерадостный и счастливый вид, хотя с каждым днем чувствовали себя хуже. В ноябре 1992 года некоторые колонисты начали есть запасы семян, которые не выращивались внутри здания. Крайне тяжелым для жителей "Биосферы-2" стало лето 1992 г. Тогда весь ожидавшийся урожай погиб из-за вредителей и в течении нескольких меся-цев им пришлось почти все время питаться бататом, фасолью и морковью.
        Для продолжения эксперимента учёным пришлось нарушить условия и начать закачивать внутрь кислород и поставлять продовольствие. Изначально это скрывалось и разоблачение произошло лишь впоследствии.
Экосистемы "Биосферы-2" стали постепенно умирать. Так, многие деревья в области "джунглей" из-за отсутствия ветра под куполом стали хрупкими и стали падать. В прудах забились стоки и рыбы стало мало, в океане с


                - 3 -

повышенной кислотностью риф зарос водорослями, стали гибнуть кораллы. Также постепенно стала вымирать фауна "джунглей". Зато резко возросла численность муравьев и тараканов, которые чувствовали себя в таких условиях прекрасно и заполонили все вокруг. 26.09.1993 г., когда уровень содержания кислорода в атмосфере поселения опустился до 15%, эксперимент были вынуждены прервать. Ставшую непригодной для проживания станцию ослабшим и озлобленным колонистам пришлось покинуть. (Л2)
        Российско-американский экипаж в составе Михаила Корниенко и Скотта Келли вернулись с миссии репетиции полета на Марс. По расчетам отправка десанта на Красную планету может состоятся в течении ближайших 15-20 лет. Полет Келли и Корниенко должен был дать ответ на главный вопрос: возможно ли защитить организм космонавтов от космической радиации в течении 15-месячного перелета на соседнюю планету? По итогам годовой миссии медики отрапортовали о том, что решили эту задачу. Значит путь к колонизации Луны и Марса открыт? Но не все так просто. Как только космонавты покинут орбиту Землю их могут подстерегать опасности, которые сейчас ученые не в состоянии просчитать. Яркой иллюстрацией на эту тему стал знаменитый эксперимент «Биосфера -2», который проходил в США в начале 90-х годов. На создание замкнутой экологической системы в пустыне Аризона миллиардер-энтузиаст Эдвард Баас потратил 200 миллионов долларов. Цель эксперимента: понять сможет ли человек жить в искусственно созданной среде. Грандиозный опыт ставился как раз с прицелом на колонизацию Марса или создание убежищ на Земле в случае глобальной экологической катастрофы. «Биосфера-2» состояла из павильонов с разными климатическими зонами (тропический лес, пустыня, океан, саванна, мангровые заросли), ее населили более чем тремя тысячами представителей флоры и фауны. А экипаж полностью герметичной гигантской капсулы состоял из ученых топ-класса. Когда эксперимент начинался многие думали, что колонисты уходят на 2-летние райские каникулы. Однако восьмерке ученых пришлось балансировать на грани жизни и смерти. Команда все же смогла закончить эксперимент. Хотя им пришлось вскрыть неприкосновенный запас продовольствия и закачать дополнительный оббьем кислорода. В условиях полета на Марс или колонизации Красной планеты этот трюк уже не прошел. Люди бы погибли, потому что на помощь уже некому было прийти. После того, как на поверхность Луны впервые ступила нога человека, люди осознали, что перспектива выйти за пределы Земли и освоить другие планеты Солнечной системы может стать реальностью. Но для успеха грядущей колонизации необходимы базы с замкнутой экосистемой. Слишком огромны космические расстояния и из-за длительности перелетов рассчитывать только на поставки с Земли было бы опрометчиво. Но когда ученые стали работать над созданием автономной системы жизнеобеспечения стало ясно, насколько это сложная задача. В результате конфликтов команда не могла работать вместе и слаженно двигаться вперед. Люди обедали по отдельности, старались не смотреть друг другу в глаза и общались крайне редко. Вот такой человеческий фактор. «Биосфера-2» и поныне стоит в пустыне Аризоны. Сейчас это скорее ботанический сад под куполом, который принадлежит университету штата. Там проводятся эксперименты, но не столь масштабные. Постоянно проходят экскурсии для школьников и туристов. Одна из достопримечательностей, которую демонстрируют в ходе экскурсий, - это надпись, оставленная бывшей «бионавткой»: «Только здесь мы почувствовали, насколько зависим от окружающей природы. Если не будет деревьев - нам нечем будет дышать, если вода загрязнится - нам нечего будет пить».

                - 4 -

        Вертолет “Ingenuity” (дрон “Изобретательность”) совершил первый полет в атмосфере Красной планеты Марса, плотность которой составляет 1% от земной. Он прибыл на Марс в феврале 2021 г. после семимесячного полёта от Земли вместе с новым марсоходом “Perseverance” («Настойчивость»). Первый марсианский воздушный полет, безусловно, событие исторические, однако он ещё не позволяет осознать вообще возможен ли полёт человека на Марс в ближайшие 50 – 80 лет. Луну и Землю разделяют 384 тыс. км. На Марсе все совсем по-другому. Минимальное расстояние между Марсом и Землей составляет 55,76 млн. км. - такое сближение планет происходит раз в 15 - 17 лет. А когда планеты расходятся по дальним точкам своих орбит, расстояние увеличивается до 401 млн. км. Это пространство радиосигнал преодолевает примерно за 22 мин. Режим слепого вождения марсоходом довольно сложен и едет он очень медленно - со скоростью 2,4 м./ мин. Европейское космическое агентство (ЕКА) и российская госкорпорация «Роскосмос» объявили, что совместный первоначальный план по запуску «ЭкзоМарс-2020» (ExoMars 2020 отложен до 2022 г. Последний раз Марс был в противостоянии (перигелий) 27 июля 2018 г. Это противостояние входит в число великих противостояний Марса. Он находился на расстоянии от 0,386 а.е. (57,9 млн. км.) – до 2,67 а.е. (401 млн. км.) от Земли. Среднее расстояние от Земли до Марса 225 млн. км. Среднее расстояние от Марса до Солнца составляет 228 млн. км. (1,52 а.e.), период обращения вокруг Солнца равен 687 земным суткам. (Л3)




       Литература.

    1. В. Трянико, Н Поверкин, В.Лакина “Что такое биосфера и какое у неё
     строение.” (cleanbin.ru)
    2. Проект "Биосфера-2": провальный эксперимент для 8 добровольцев по 
     выживанию в искусственной экосистеме. (hybridtechcar.com)   
    3. Я. Коробков «Как земной рай на 8 персон стал адом.» Еженедельник
     Комсомольская правда 20 – 27 июля 2022 г., стр. 10,11. (www.kp.ru)               
          (https://www.kp.ru/daily/26501/3369415/).

                Материал подготовил Львов Ю.М. 09.08 2022.