关于著名的“生物圈2”(B2)的实验,已经有很多报道,记录和记录。对于任何在90年代初期都处于成长期的人来说,这个名字听起来似乎都很耳熟。自从该项目于年启动以来,它受到了广泛的宣传,批评,甚至还成为年5月首映的纪录片《太空飞船的地球》的主题。
听关于B2的一些言论(即使30年后),人们可能会觉得这是一次失败,证明人类无法在密封的环境中长期生活在一起。但是实际上,这是一次巨大的学习经验,其结果继续为当今的人类航天和生态系统研究提供信息?在新的行星际探索时代,这些教训比以往任何时候都更为重要。
如前所述,B2实验进行了至关重要的科学研究,并在此过程中取得了一些令人印象深刻的壮举。首先,它为封闭的生态和生物系统,农业生产,营养和大气动力学创造了世界纪录。在第二轮试验(年3月至9月)中,该试验实现了食品生产和氧气的完全自给自足。正如B2纪录片《太空飞船的地球》的导演马特·沃尔夫总结的那样:
“我将其视为关于人类野心,其可能性和局限性的故事。我认为实验表明,人类是封闭系统中最不稳定的因素……媒体对尝试新事物的人非常不屑一顾。如此之多,以至于人们因害怕批评或失败而犹豫不决。如果每个人都害怕失败,他们将永远不会尝试新的和雄心勃勃的事情。”
如今,随着对月球和火星的乘员飞行任务的到来,绝对必要进行封闭的生态系统实验。自从90年代中期以来,还没有进行过任何此类实验,因此情况尤其如此。
幸运的是,KaiStaats(在Northwestern/LIGO,亚利桑那州立大学和亚利桑那大学拥有项目和职位的独立科学家)和JohnAdams(B2实验的副主任)已经与一个国际团队一起发起了这样一个项目。努力。使用与B2相同的理由,SAM2将是B2原始研究的延伸。
随着人类进入太空探索的新时代,其中包括在月球和火星上创造栖息地的计划,B2和SAM提供的经验教训将提供至关重要的数据,这些数据很可能是成功与失败之间的区别-或在在生与死之间进行深空探索。
从月球基地起飞的星际飞船的艺术家渲染
根据约翰·亚当斯(JohnAdams)的观点,B2的教训对于使人类成为“行星际物种”以及应对气候变化是必不可少的。正如他通过电子邮件告诉《今日世界》:
“最大的收获是,我们对地球系统及其复杂性了解得很少。B2的研究已对大气如何受景观影响以及对未来气候,天气动态和我们的水资源命运以及所有这些变化的复杂(非线性)影响意味着什么产生了机械理解在生物系统上。“没有工厂目前存在提供这种水平的实验控制和集成在一系列空间尺度的,有接近一资天然实验室和一个有组织的跨学科团队,以解决地质,CHEMICA结合的升,生物和地球大气方面系统。”
雄心勃勃的项目
B2实验最初是由得克萨斯州亿万富翁和慈善家EdBass以及生态学家和发明家JohnP.Allen构思的。在年代,两人在Allen于年在新墨西哥州圣达菲附近创立的创新社区度假胜地SynergiaRanch会面。在那里,两人讨论了生物圈的概念,封闭的生态系统和“宇宙飞船地球”的概念。
亚利桑那大学控制环境农业中心的月球温室,一种生物再生生命支持系统的原型。图片来源:亚利桑那大学
这个概念最初是由著名的建筑师,设计师和系统理论家BuckminsterFuller提出的。在他的开创性著作《地球飞船操作手册》(年)中,他指出:
“只要我们不愚蠢到继续在天文历史的一瞬间继续耗尽我们数十亿年的节约能源的有序节能,[W]e就可以通过科学的世界性工业革命使全人类成功。飞船地球。这些节省的能量已存入我们太空飞船的可再生生命保证银行帐户,仅用于自启动功能。”
该工厂还采用了BuckminsterFuller的专为测地线多面体穹顶设计的专利,以创建B2的“肺部”-膨胀和收缩的人工结构,以抵消压力差并保持设备的气密性。年,巴斯(Bass)和艾伦(Allen)购入了将建B2的亚利桑那沙漠(ArizonaDesert)的房产。
建造工作于年至年之间进行,由Bass和Allen以及SynergiaRanch的几位同事共同发起的SpaceBiosphereVentures进行监督。
他们包括艺术家和企业家玛丽·哈丁(MarieHarding),生态技术研究所的联合创始人,以及B2的首席执行官兼许多相关项目的首席架构师MargaretAugustine;MarkNelson博士,生态工程学院(IoE)的联合创始人;生物圈基金会的创始人兼总裁阿比盖尔金斯利艾林;和威廉·登普斯特,IOE(-86)的总裁和海洋探险主任(-)。
第一次实验始于年秋天,当时八位探险家被安置在亚利桑那州甲骨文市外价值1.5亿美元的设施中。该设施包括密封玻璃下面约,平方米(7,,ft)的内部空间,该空间被分成分布在3.14英亩土地上的七个生物群落。这些生物群落中的每一个都旨在模仿地球上不同的环境,其中包括:
1,平方米(20,平方英尺)的雨林
平方米(9,平方英尺)的海洋,带有珊瑚礁
萨凡纳草原1,平方米(14,平方英尺)
平方米(15,平方英尺)的雾漠和两个人为生物群落
2,平方米(27,平方英尺)的农业系统
房屋,实验室,办公室,教室和车间的人类栖息地
这些模拟环境几乎是其真实生活环境的完美代表,本地动植物以及环境温度和湿度条件都恰到好处。地下室被称为“技术圈”,其中容纳了用于实验的所有电气,管道和机械系统。
其中包括26个空气处理机(AH),它们可以加热和冷却空气,去除颗粒物,控制湿度,冷凝水以防雨,雾并补充海洋。通过覆盖整个设施的玻璃面板的被动太阳能输入,以及独立的管道系统(可循环水),进一步加热和冷却。电力由现场的天然气能源中心提供。
亚利桑那州Biosphere2设施的建筑布局
生物圈2实验仅作为密封生物群系使用过两次,一次是从年至年,第二次是从年3月至年9月。第一次实验遇到了严重被广泛宣传的问题,其中包括小组动态的分解。,内部权力斗争,管理问题以及CO2含量飙升。为了防止再次发生此问题,已采取了一些改进措施。
不幸的是,第二个实验遇到了一些问题,最终导致年SpaceBiosphereVentures(管理公司)解散。一年后,哥伦比亚大学介入并接管了该设施的管理。它继续在那里进行实验直到3年。到7年,亚利桑那大学接手了实验,并在年之前完全拥有该设施。
如今,B2是目前世界上最大的室内生态研究中心,拥有大量的实验。自年以来,至少有万人次参观了这座城市,其中一半是K-12学生。此后,该设施成为人们重新