Это необходимо для удовлетворения потребностей человека, избегая накопления токсичных веществ, в то же время, когда все отходы и вода будут переработаны. Условия должны оставаться стабильными в пределах благоприятных для жизни границ, и биосфера 2, эквивалентная городской территории, должна будет сыграть свою роль в достижении такого результата.
Идея Аллена заключалась в том, чтобы способствовать совместному творчеству, при котором обе системы процветали и где одна (культура людей) не паразитировала на другой (природе). Отчасти это был философский подход, но также и очень практический. Когда они были запечатаны, экипаж не мог действовать, как если бы они были оторваны от своих действий. Им нужно будет обратить внимание на то, как они жили. Из-за небольшого масштаба Биосферы 2 по сравнению с масштабом всей планеты, циклы, поддерживающие жизнь, будут работать намного быстрее, и, таким образом, последствия любых изменений или решений, принятых экипажем, будут видны намного быстрее.
Например, Аллен ожидал, что после закрытия углеродный цикл будет работать как минимум в 1000 раз быстрее, чем снаружи. Чтобы быстро улавливать изменения в условиях окружающей среды и техническом функционировании, по всей Биосфере 2 было распределено более 1000 датчиков различных типов. Они будут иметь жизненно важное значение как для сбора данных, так и для защиты экипажа от опасности.
Чтобы добиться полной интеграции системы, чтобы она работала как единое целое, она была разработана как снизу вверх, так и сверху вниз. Сверху вниз биосфера будет включать семь основных биомов, состоящих из биорегионов и экосистем. Снизу вверх команда работала с микробами, более крупными организмами, биохимическими функциями, сообществами животных и растений, экосистемами, ландшафтами, биорегионами, биомами и, наконец, самой биосферой.
Вся система была собрана воедино, от малого к большому, а также от большого к малому. И биосфера была тщательно спроектирована так, чтобы взаимодействовать с воздухом и водой, чтобы все это было самоподдерживающимся. В то время как современное мышление часто основывается на идее «целое больше, чем сумма частей», «Биосфера 2» сделала большой шаг вперед. В данном случае цель дизайна заключалась в том, чтобы «все было видно во всех частях».
По мере сборки системы биомы и биорегионы невидимо взаимодействовали со светом и микробами, чтобы создать здоровую и приятную атмосферу. Но смогут ли восемь человек жить в этом замкнутом микрокосме вместе со своим мини-городом и остаться здоровыми в конце двухлетнего эксперимента? Будет ли система земледелия производить достаточно еды? Были ли непредвиденные источники газовых примесей, которые могли сделать эксперимент нежизнеспособным? Многие эксперты предсказывали быструю гибель некоторых биомов. Другие задавались вопросом, сколько времени продержится система, прежде чем она подвергнется экологическому коллапсу.
Здесь, на Земле, они покинули Землю
В сентябре 1991 года «Биосфера-2» была готова. Был создан тропический лес площадью 1900 квадратных метров. Был подготовлен океан площадью 850 квадратных метров с коралловыми рифами. Мангровые заросли водно-болотных угодий площадью 450 квадратных метров, пастбища саванн площадью 1300 квадратных метров и туманная пустыня площадью 1400 квадратных метров - все это функционировало нормально. На сельскохозяйственном участке площадью 2500 квадратных метров производилась еда, которая питала команду. Жилые помещения были готовы. Помимо некоторого количества электроэнергии, отопления и охлаждения, подаваемых извне, как только двери будут закрыты, единственные вещи, которые попадут в Биосферу 2, - это солнечный свет и информация.
Когда 26 сентября взошло Солнце, брамин из Индии, тибетский геше и тольтек племени курандера пели молитвы. Затем Рой Уолфорд, Джейн Пойнтер, Табер МакКаллум, Марк Нельсон, Салли Сильверстоун, Эбигейл Аллинг, Марк Ван Тилло и Линда Ли вошли в Биосферу 2. Герметичные двери были запечатаны за ними, и они приступили к двухлетнему эксперименту, в котором они будет жить и работать в замкнутом мире, созданном как микрокосм Земли и ее систем. Они будут полагаться на маленькие кусочки тщательно отобранной пленной природы, хранящиеся внутри комплекса, чтобы перерабатывать отходы, очищать воду, поддерживать воздух и производить пищу.
К моменту закрытия «Биосфера 2» стала главной туристической достопримечательностью (Марлон Брандо был среди знаменитостей), и команда вошла в нее на фоне шквальной рекламы. Они были олицетворением здоровья и жизненной силы. В комбинезонах, напоминающих супертренированные команды космических шаттлов, вошедших в историю за десять лет до этого, этот экипаж, будучи привязанным к Земле, должен был отправиться в еще более уникальное путешествие.
Как и другие, Марк Нельсон был подготовлен к эксперименту с помощью короткого заключения в тестовом модуле, который был настроен как крошечная версия Биосферы 2. Он описывает свой краткий опыт того, что должно было произойти, как «поразительный интуитивный опыт». Он был размером с гостиную, и в любой момент можно было увидеть все растения, которые обеспечивали воздух, которым вы дышали, и большую часть вашей еды.
Я знал обо всех этих вещах интеллектуально, но я не ожидал крайнего удовольствия от того, что был полностью связан с системой. Я был частью этой живой системы и чрезвычайно благодарен ей за то, что она работала над предоставлением всех необходимых мне услуг. Эти 24 часа были одним из самых поразительных переживаний, которые у меня когда-либо были. Это действительно возбудило мой аппетит ».
Несмотря на это, Нельсон все же обнаружил, что «пребывание в нем было своего рода шоком». Он вспоминает, как «мы выращивали еду, тестировали системы и работали вместе». Мы работали с полчищами ученых и техников, и внезапно, когда мы закрыли этот воздушный шлюз, нас оказалось всего восемь человек в этой удивительной живой системе. Я вошел туда с величайшим волнением. В то время это был большой прыжок в неизвестность. Некоторые техники делали частные ставки на то, что нас не будет там к Рождеству из-за уровня углекислого газа ».
Состав воздуха действительно был жизненно важен. Также фундаментальное значение для их повседневного благополучия имело здоровое питание. Они начали с некоторого количества продуктов, выращенных в Биосфере 2 до полного закрытия, но сельскохозяйственная система произвела более 80 процентов их продуктов питания в течение первого года миссии. Хотя в их рацион входило большое количество питательных культур, команда страдала от голода и похудела. На второй год потребление калорий увеличилось, и они вернули часть потерянного веса. Несмотря на взлеты и падения с доступностью продуктов питания, их здоровье было отличным; действительно, некоторые показатели резко улучшились, такие как значительное падение уровня холестерина и улучшение функционирования иммунной системы.
Успех команды в увеличении производства продуктов питания во многом объяснялся тем, что они стали более искусными в использовании основного источника продуктивности в Биосфере 2: а именно солнечного света. «Большинство фермеров ограничены количеством осадков, - вспоминает Нельсон, - но для нас главным ограничивающим фактором было солнце. Любое место с солнцем и без растений было бесполезным, и мы скоро это исправили. Это помогло не только с продовольственной ситуацией, но и с проблемой углекислого газа. Мы потратили два года, заполнив растениями все возможные пустоты. Во второй год мы вырастили примерно на тонну больше продуктов питания, в основном за счет площадей, которые ранее использовались недостаточно ».