После удачного приземления марсохода NASA «Персеверанс» на красную планету и ряда последовавших экспериментов по изучению дальних земель в обществе вновь заговорили о скорой колонизации Марса.
Однако в США продумали этот сценарий еще в начале 90-х. Проводилась масса экспериментов. Самый амбициозный и масштабный из них, «Биосфера-2», в то время приковал внимание людей со всей планеты. Илон Маск еще учился в университете и мог только мечтать о создании SpaceX или запуске собственных ракет.
Но затея с треском провалилась, и о ней никто не вспоминает более 30 лет. Почему так вышло?
Сейчас расскажу её историю.
Что такое Биосфера-2
В период с 1990 по 1994 годы в пустыне Аризоны (США) была построена и протестирована модельно замкнутой экологической системы. Главной задачей проекта было выяснить, сможет ли человек выжить в ограниченном пространстве без помощи извне достаточно продолжительное время.
Создатели Биосферы-2 хотели смоделировать жизнь поселенческой колонии на Марсе и проверить способности к выживанию группы людей и животных на протяжении двух лет. Кроме этого рассматривался сценарий переселения людей в подобные комплексы и на Земле в случае ухудшения экологической ситуации.
Разработкой занималась компания Space Biosphere Ventures, а главным инвестором проекта являлся миллиардер Эдвард Басс. Цифра “2” в названии проекта лишь подчеркивала, что основной биосферой является наша планета. Никакого первого эксперимента или похожей системы перед этим не разрабатывалось.
Это подземная часть Биосферы-2, которую называли “Техносфера“
Для проекта была построена огромная лаборатория площадью 1.5 Га (примерно как два футбольных поля). Постройка была разделена на семь зон, большинство из которых являлись отдельными независимыми экосистемами.
Все здания были накрыты специальными прозрачными “колпаками”. Крыша пропускала большую часть солнечного света, но при этом была абсолютно герметична.
Специальные гибкие элементы, названные “легкими” Биосферы-2, находились в постоянном движении для выравнивания давления внутри комплекса. Так конструкция справлялась со сжатием и расширением воздушного пространства в лаборатории.
Гибкие купола, которые выравнивали давление в лаборатории
Внутри Биосферы-2 были воссозданы:
▪ ферма
▪ миниатюрная пустыня
▪ саванна
▪ вечнозеленый лес
▪ болото
▪ речка
▪ кусочек океана с водой предельно похожего химического состава
Даже сейчас подобный комплекс вызывал бы восхищение общественности! А ведь построен он был еще 30 лет назад. Тогда журналисты окрестили проект “раем на Земле”.
В помещениях Биосферы-2 нашлось место для 3000 видов растений и животных. Под куполами росли кусты, травы и даже деревья, имелось около 50 видов растительной пищи, для пропитания были обустроены курятники, свинарники и пастбища коз, участники эксперимента могли рассчитывать на ловлю размножающейся в водоеме рыбы и даже на сбор креветок.
Планировалось, что весь комплекс будет работать практически автономно и без помощи извне. “Земляне” обеспечивали Биосферу-2 только электроэнергией. Видимо, вопросы генерации и накопления энергии при колонизации планет планировали решить позже.
Самый важный для жизни ресурс, кислород, должен был полностью вырабатываться внутри лаборатории. Этому способствовали тысячи растений и несколько установок фильтрации.
Вся система была запечатана на время эксперимента, а герметичность конструкции не уступала современным космическим аппаратам.
Еду и воду снаружи тоже не поставляли. Колонизаторы могли рассчитывать лишь на грамотное ведение хозяйства, рекуперацию и очистку имеющихся внутри жидкостей.
По оценкам специалистов, строительство на тот момент обошлось в $150 млн, а еще $50 млн ушло на содержание Биосферы-2 в рабочем состоянии за время проведения эксперимента.
Кто жил в Биосфере-2
Команда участников проекта перед стартом эксперимента
После постройки и тестирования всех комплексов их объединили в единую герметичную среду, которую полностью запечатывали на время эксперимента. Внутрь решили поместить группу из 8 человек (четыре мужчины и четыре женщины) с четким разграничением обязанностей и разделением на должности для контроля и субординации.
В группу добровольцев входили:
▪ Салли Сильверстоун – капитан колонии и организационный руководитель, специалист по земледелию
▪ Марк Ван Тило – второй капитан колонии-руководитель по технической части, механик
▪ Абигейл Аэлинг – директор по научным исследованиям, океанолог
▪ Линда Лей – ответственная за флору, ботаник
▪ Джейн Поинтер – ответственная за обеспечение продуктами питания, специалист по интенсивному сельскому хозяйству
▪ Марк Нельсон – PR-специалист, отвечающий за связи с внешним миром, философ
▪ Рой Валфорд – бортовой врач
▪ Табор Маккалоу – технический ассистент
Почти все участники имели высшее профильное образование, а возраст колонизаторов варьировался от 27 до 67 лет.
26 сентября 1991 года в 8:15 утра по местному времени группа ученых дала пресс-конференцию и изолировалась в помещениях Биосферы-2 для длительного эксперимента.
Команда должна была заниматься хозяйством, обеспечивать свои потребности и поддерживать работу комплекса в нормальном режиме. Никакой дополнительной нагрузки на участников Биосферы-2 не возлагалось.
Все общение с внешним миром велось исключительно через компьютер, имитируя переговоры с космонавтами и будущими колонизаторами других планет.
Как проходил эксперимент
Быт жителей лаборатории был прост и привлекателен. Часть дня они проводили на ферме, занимались хозяйством и земледелием, несколько часов отводилось для наблюдения за жизнью животных и растений в разных уголках лаборатории.
Вечером компания собиралась за вкусным ужином из собственных экологически чистых продуктов на специальной терраса с видом на посевы и закат солнца. Первое время участники проекта любили устраивать философские беседы, общаться и петь песни, подыгрывая на взятых с собой музыкальных инструментах.
Примерно через неделю после старта проекта техники обнаружили неприятную особенность лаборатории. Количество кислорода внутри Биосферы-2 начало сокращаться гораздо быстрее расчётных норм. После пересчета и построения новой модели выяснилось, что примерно через год условия внутри станут непригодными для жизни.
Ученые решили всеми силами усилить генерацию кислорода и начали наращивать количество растений. Параллельно с этим был запущен резервный очиститель воздуха.
Уже позже выяснилось, что падение уровня кислорода было вызвано непредвиденно быстрым размножением микроорганизмов в большинстве отсеков лаборатории. Даже после всех предпринятых усилий уровень О2 снижался примерно на 0.5% ежемесячно.
Другой проблемой стал неверный расчет плодородности фермы. Выращиваемые продукты питания могли обеспечить лишь 80% потребностей группы. Так ежедневный рацион постоянно сокращался и дошел до 1500 калорий на человека, что значительно ниже большинства общепринятых норм и стандартов.
Организм может прожить при таком питании лишь в режиме отдыха или несложной сидячей работы, но не с ежедневными нагрузками и физическим трудом, который был нормой для “поселенцев”.
Прием пищи вместо общего шведского стола стал четко лимитированным и делился строго до грамма. Почти всем участникам эксперимента приходилось голодать.
Иногда случались ночные кражи продовольствия, что только усиливало напряжение в коллективе.
Через полгода после старта эксперимента все его участники серьезно похудели и потеряли от 10 до 18% от своего прежнего веса. Усугубляла ситуацию и нехватка кислорода, которая вызывала кислородное голодание.
Воздух внутри был настолько разреженным, что люди чувствовали себя словно на горной вершине на 4000 метров над уровнем моря. Уровень О2 упал до 16% при норме в 20%. Это приводило к частым головным болям и усталости всех участников эксперимента.
Хуже всего проходили ночные часы, когда фотосинтез растений останавливался.
Позже нарушился баланс микроорганизмов в Биосфере-2. Некоторые культуры были полностью уничтожены вредителями.
Плохая погода с отсутствием солнца негативно влияла на растения и выработку кислорода. Несколько сотен растений не пережили и года в закрытой системе.
Под куполом каждой из зон регулярно скапливалась влага и выпадала в виде обильных осадков. Неприспособленные к этому растения банально сгнили.
Начали падать большие деревья, которые при отсутствии “тренирующего” их ветра теряли свою прочность. Стоки речки и водоема забивались, качество воды становилось хуже, а количество рыбы быстро сокращалось.
Небольшой 30-метровый участок с “океаном” столкнулся с повышением кислотности, в результате там полностью пропали кораллы и креветки.
Непредвиденно быстро размножались популяции муравьев и тараканов, которые заполонили все помещения лаборатории.
Раздражение и негатив усиливались после регулярных посещений объекта представителями прессы и простыми туристами. Люди через стекло наблюдали за учеными и не знали обо всех накапливающихся проблемах. Кажущаяся простой и беззаботной жизнь под куполом, привлекала зевак и зрителей.
Раскол в группе Биосферы-2
На тот момент участники эксперимента уже поделились на два лагеря. Часть ученых считала, что нужно довести начатое до конца и не сообщать о глобальных проблемах “наружу”, другие выступали за остановку эксперимента и скорейший выход из нечеловеческих условий.
Руководящий состав группы собирался любой ценой продержаться под куполом запланированные два года. Сначала подавить мятежи помогало соблюдение субординации.
Затем бунты гасились психологическим давлением и даже рукоприкладством.
Через год после старта проекта уровень кислорода упал до отметки в 14%. К этому моменту погибли все позвоночные животные, заселявшие лабораторию.
Было единогласно принято решение попросить помощи у внешнего мира. Так в герметичную конструкцию начали закачивать кислород, а поселенцам выдали дополнительное зерно и овощи.
Ситуация наладилась, но раскол внутри группы только усугублялся. Так две группировки старались не взаимодействовать между собой и практически перестали общаться.
Так выглядел один из участников эксперимента до и после пребывания в Биосфере-2
Эксперимент, хоть и с внесенными по ходу изменениями, завершился строго по графику через два года после старта. По лицам и состоянию здоровья выходящих из герметичной конструкции ученых стало очевидно – это провал.
Конструкции подобные Биосфере-2 официально признали непригодными для жизни в долгосрочной перспективе. Когда журналистам стали известны некоторые результаты эксперимента и факт серьезной помощи колонизаторам извне, в СМИ разразился грандиозный скандал.
Чем завершился амбициозный проект
Еще на стадии строительства Биосферы-2 в большом восторге от идеи были представители СМИ. Любое событие с интересом и восторгом освещалось во многих мировых изданиях, а за стартом проекта следили не только профильные, но и развлекательные средства массовой информации из разных стран.
К сожалению, создатели проекта не догадались разместить камеры и транслировать происходящее внутри Биосферы-2 по ТВ. Это могло бы стать самым крупным и дорогим реалити-шоу за все время существования телевидения. Основатели наоборот подчеркивали серьезность и научность проекта без намеков на развлечение или шоу.
После длительных исследований удалось выяснить две главные причины быстрого снижения уровня кислорода: бетон и чернозем. Часть перекрытий активно вступали в реакцию с воздухом при обильной влажности, поглощая кислород. Выбранная для размещения под куполом почва была слишком плодородной и имела повышенное содержание микроорганизмов, которые тоже активно поглощали О2.
Именно этот вывод ученые считают главным результатом проекта! Никаких других серьезных и фундаментальных итогов Биосферы-2 выявить не удалось.
На это были потрачены миллионы долларов и годы работы большого коллектива. Что касается непосредственных жителей “капсулы”, то они получили серьезную психологическую травму, разбившиеся на два лагеря люди до сих пор (даже спустя 30 лет) не общаются между собой.
Такую надпись нашли на одной из стен внутри лаборатории:
Только здесь мы почувствовали, насколько зависимы от окружающей природы.
После устранения найденных недостатков, была предпринята попытка заново запустить проект с другой группой исследователей. Так называемый “второй сезон” Биосферы-2 продлился менее полугода. Организационные и финансовые проблемы заставили отказаться от данной затеи главного инвестора. При отсутствии должного финансирования лабораторию закрыли.
Провал проекта некоторые объясняют отсутствием квалифицированных ученых в команде основателей.
Большинство научных институтов довольно скептически относились к данному эксперименту еще на стадии проектирования. В основу не закладывались работы или исследования признанных специалистов в данной отрасли.
Финансированием и руководством проекта занимался не какой-нибудь специализированный фонд или исследовательская организация, а частная компания в лице главного инвестора Эдварда Басса. Он и идейный вдохновитель Биосферы-2 Джон Ален устанавливали правила и рамки эксперимента.
В следующие несколько лет помещения переходили от одного собственника к другому. Некоторые научные организации пытались воссоздать первоначальные условия и наблюдать за природой уже без присутствия людей.
В какой-то момент монументальный комплекс оказался заброшенным и мог прекратить свое существование. Однако, нашлись новые инвесторы, которые восстановили проект в туристических целях. Сейчас каждый желающий может записаться на часовую экскурсию на официальном сайте. Стоимость билета всего $25.
Биосфера-2 уже не является закрытой экосистемой, по куполу регулярно нагнетается свежий воздух, а часть конструкций демонтированы для нормального роста растений.
Стоит ли ждать колонизацию других планет в ближайшем будущем
Поставленный 30 лет назад опыт показал, что в изолированной системе именно человек является слабым звеном. Это ставит под сомнение возможность успешной колонизации других планет в ближайшем будущем.
С существующими технологиями энергосбережения и поддержания систем жизнеобеспечения человека подобная операция выглядит крайне сложной и рискованной.
Возможность колонизации станет реальной лишь с полным отказом от ведения натурального хозяйства и переходом на питание заранее заготовленными полуфабрикатами.
Воссоздать подобие земной среды для выращивания пищи или животных практически невозможно. Ученые не могут учесть миллионы факторов и просчитать все возможные варианты развития событий.
Сохранившееся в первозданном виде помещение библиотеки со стеклянным полом
Кроме организационных моментов важна и психологическая составляющая экипажа. Люди, которых с остальным миром разделял лишь стеклянный купол, не смогли справиться с эмоциями в стрессовой ситуации. Зная, что можно получить экстренную помощь, они дотерпели до указанного срока окончания эксперимента, но утратили некоторые человеческие качества.
Что будет с подобной группой людей, которым неоткуда ждать подмоги в тяжелой ситуации? Воздух или еду в марсианский купол никто добавить не сможет.
Журнал Times позже внес основателя Биосферы-2 Джона Алена и сам проект в сотню самых громких провалов 20 века. А комплекс до сих пор считается самой большой замкнутой экосистемой, созданной руками человека.
