«Биосфера-2» - рай на Земле
«Биосфера-2» - рай на Земле.
В 8:15 утра 26 сентября 1991 года восемь человек, одетых в форменные футуристические комбинезоны, помахали огромной толпе журналистов и вошли в герметический шлюз, который вел в… рай-2. По крайней мере, именно так писали многие газеты того времени. Официально это был грандиозный научный проект, который назывался «Биосфера-2».
Он располагался в аризонской пустыне и представлял собой систему воздухонепроницаемых стеклянных куполов. Внутри были установлены пять ландшафтных модулей (джунгли, саванна, болото, маленький океан с пляжем и коралловым рифом, пустыня), сельскохозяйственный блок, оснащенный по последнему слову техники, а также жилой дом, построенный в авангардном стиле.
Помимо людей внутрь были запущены около 4 тысяч разнообразных представителей фауны, включая коз, свиней и кур на ферме. Весь этот ковчег должен был автономно просуществовать два года, питаясь тем, что росло под куполом, дыша кислородом, который выделяли растения, очищая и бесконечно используя одну и ту же воду. Этакая планета в миниатюре, нетронутая технической революцией, где восемь интеллигентных, просвещенных людей, четверо мужчин и четыре женщины, планировали заниматься простым физическим трудом, собираться за одним обеденным столом, музицировать в часы досуга и, наконец, работать ради великой цели, на благо науки. Чем не рай?
Начало
Отца-основателя этого проекта, впоследствии внесенного журналом Times в список «100 самых громких провалов в истории», звали Джон Аллен. Он был счастливым человеком. Отучившись в металлургическом институте и немного поработав по профессии, Джон быстро забросил это дело, поскольку родительского наследства хватало на безбедную жизнь, и с головой окунулся в науку, причем в самом индиана-джонсовском ее проявлении. Аллен финансировал небольшие научные экспедиции в удаленные уголки мира с целью изучения, скажем, сельского хозяйства древних цивилизаций. Под это дело набирались молодые энтузиасты, все вместе ехали в какую-нибудь глубинку, где на стыке этнографии и экологии занимались научными изысканиями, а по сути дела путешествовали с места на место и отлично проводили время. В какой-то момент вокруг Аллена сформировалась группа энтузиастов и энтузиасток, которых он объединил в своеобразную коммуну - ранчо Синергия в штате Нью-Мехико. Впрочем, хоть дело и происходило в конце 60-х, все это совсем не было похоже на эзотерическое сборище хиппи, хотя Аллен вполне в соответствии с тогдашними традициями взял на себя роль духовного лидера. Несмотря на наследство, он был человеком с настоящей деловой хваткой. До начала своих научных изысканий он успел побыть девелопером в азиатских странах, основателем рекрутингового агентства для наемников и менеджером крупной сталелитейной компании, так что ему было что рассказать о жизни. Также на ранчо Синергия увлекались изучением истории философии и практиковали любительские театральные постановки, которые помогали участникам «раскрыть творческий потенциал», да и вообще поддерживали атмосферу студенческой летней экспедиции.
Все это, вероятно, продолжалось бы в том же духе, если бы в среду беспечных студентов не затесался настоящий миллиардер Эд Басс. Он с восторгом посещал семинары, участвовал в театральных дурачествах и вообще всячески демонстрировал, что готов на все ради науки. Аллен решил, что упускать такой шанс просто глупо, и задумал с помощью Эда провернуть один из самых громких частных научных проектов в истории человечества.
Это была «Биосфера-2» - эдемский сад за стеклянной стеной, прототип будущей лунной либо марсианской колонии или даже убежища на случай мировой катастрофы 2012 года. В общем, собственный карманный дивный мир, где можно установить свои законы.
Сразу скажем, что серьезные научные институты с самого начала скептически отнеслись к идее «Биосферы-2», поскольку, во-первых, ни один из основателей проекта не был академическим ученым, а во-вторых, финансирование этого впечатляющего эксперимента происходило не в рамках государственной программы или хотя бы под эгидой какого-то института, а просто по капризу частного лица.
А вот пресса была просто в восторге от «Биосферы». Восемь человек, выживающих в замкнутом пространстве, похожем на студийный павильон… Эта идея витала в воздухе, и, если бы создатели «Биосферы-2» додумались поставить внутри купола камеры, именно они стали бы основателями современных реалити-шоу* и, наверное, отбили бы все миллионы, потраченные на проект. Но, увы, при всей деловой хватке Аллен был человеком прошлого века и, возможно, слишком снобом: ему хотелось быть ученым, а не шоуменом. Так что он упустил этот момент.
*«Кстати, создатели голландского «Большого брата», первого реалити-шоу, признавали, что вдохновлялись именно «Биосферой-2».
Сотворение
В местечке Оракл на юге Аризоны было куплено около 16 гектаров земли, на которых Эд и Аллен начали проектировать свой новый мир. Для постройки системы куполов пригласили знаменитых инженеров и архитекторов, для проектирования бионических модулей (океана, джунглей, саванны, пустыни и болота) позвали работников лучших ботанических садов мира и специалистов-океанологов.
Сельскохозяйственный блок разрабатывался с учетом самых современных технологий интенсивного земледелия, а также с использованием некоторых специфических приемов древних цивилизаций, которые в совершенстве знал Аллен.
Например, система рыбных прудов, интегрированная в болотистую часть «Биосферы», была сделана по древнекитайскому образцу. Земледелие предполагалось полностью органическое, без использования пестицидов и даже искусственных удобрений. Ведь система ирригации грядок, переработка органических отходов и процесс получения питьевой воды были полностью взаимосвязаны, так что вся химия очень быстро оказалась бы на столе у жителей «Биосферы».
Особое внимание уделили полной герметичности куполов, которая превосходила герметичность космических кораблей. При этом был учтен такой технический момент, как расширение воздуха во время дневного повышения температуры. Чтобы «запаянная капсула» «Биосферы» не взорвалась, были сконструированы так называемые «легкие» - огромные выгибающиеся мембраны, разнесенные по разным концам системы, которые днем становились выпуклыми, а ночью сдувались.
Единственный ресурс, который этот огромный парник, стоящий посреди пустыни, должен был брать извне, - это электричество, в первую очередь использовавшееся для охлаждения циркуляции воды.
В итоге строительство всего комплекса сооружений площадью чуть больше гектара, включая создание бионических модулей и заселение животных, обошлось в 150 миллионов долларов. Еще 50 миллионов ушло на поддержание «Биосферы» в рабочем состоянии во время проведения эксперимента.
Заселение
В 1991 году искусственный эдемский сад был полностью готов к появлению человека. На полях фермы созрел первый урожай, в прудах плескалась рыба, в тропическом лесу летали колибри и журчал по скале маленький водопад, 30-метровое море омывало миниатюрный белый песчаный пляж с пальмами.
На роль Адама и Евы отобрали восемь человек. Что характерно, ни Аллен, ни Басс не вошли в их число: как истинные создатели, они должны были контролировать процесс извне. Впрочем, недостатка в желающих из числа членов коммуны на ранчо Синергия не было. «Капитанами» колонии стали 36-летняя Салли Сильверстоун, которая до этого занималась сельскохозяйственными проектами в Индии, и 30-летний Марк Ван Тилло, профессиональный механик, работавший ранее на исследовательской яхте Басса. Салли должна была отвечать за финансовую и организационную часть проекта, Марк - за техническую часть. Директором по научным исследованиям была назначена 31-летняя Абигайль Айлинг, профессиональный океанолог. 39-летний ботаник Линда Лей несла ответственность за флору «Биосферы». Специалист по интенсивному сельскому хозяйству 29-летняя Джейн Пойнтер отвечала за ферму и обеспечение колонии едой. 27-летний Табер Маккаллум, единственный участник эксперимента без высшего образования, выступал как технический ассистент. Марк Нельсон, 44-летний бакалавр философии, занял должность пиар-директора: он передавал информацию из «Биосферы» наружу. Он же был главным по ирригационным и ассенизационным системам. Наконец, самый экзотический участник эксперимента - 67-летний импозантный доктор Рой Валфорд исполнял роль бортового врача. Рой заинтересовался «Биосферой» в связи с собственными исследованиями: у него была теория о том, что потребление калорий ниже прожиточного минимума приводит к оздоровлению и увеличению продолжительности жизни. Он хотел посмотреть, как скажется на состоянии здоровья бионавтов практически полностью вегетарианская органическая диета.
26 сентября 1991 года восемь будущих бионавтов встали еще до зари, позавтракали яичницей с беконом, отсидели продолжительную пресс-конференцию, отстояли фотосессию, поучаствовали в торжественной церемонии проводов и наконец вошли внутрь купола, закрыв за собой герметичную дверь.
Они вспоминают, как, уже уставшие, сидели в кают-компании в то утро, смотрели на проплывающие над стеклянной крышей облака, совсем такие, как обычно, и никак не могли поверить, что эксперимент начался. Обратного пути уже не было.
Первые проблемы
Поначалу все было именно так, как они мечтали. Колонисты с энтузиазмом работали на полях фермы, проверяли работу всех систем, следили за бурной жизнью джунглей, ловили рыбу, сидели на своем маленьком пляже, а по вечерам ели великолепно приготовленный ужин из самых свежих продуктов на балкончике с видом на созревающий урожай. За зелеными грядками и стеклянной стеной фермы начиналась пустыня и горная гряда, за которой садилось солнце. Этот балкон колонисты прозвали «Визионерским кафе» - отсюда будущее казалось особенно радужным.
После ужина устраивали философские дискуссии или импровизированные джем-сейшены. Многие взяли с собой музыкальные инструменты, и, хоть профессиональных музыкантов среди них не было, то, что получалось, на волне всеобщего энтузиазма казалось авангардной музыкой будущего.
Примерно через неделю главный техник «Биосферы» Ван Тилло пришел на завтрак очень взволнованным. Он объявил, что у него есть странные и неприятные новости. Ежедневные измерения состояния воздуха показали, что проектировщики купола ошиблись в расчетах. В атмосфере постепенно сокращается количество кислорода и увеличивается процент углекислого газа. Пока это совершенно незаметно, однако, если тенденция продолжится, примерно через год существование на станции станет невозможным. С этого дня райская жизнь бионавтов закончилась, началась напряженная борьба за воздух, которым они дышали.
Во-первых, было решено как можно интенсивнее наращивать зеленую биомассу. Все свободное время колонисты посвящали посадкам и уходу за растениями.
Во-вторых, они запустили на полную мощность резервный поглотитель углекислого газа, с которого постоянно нужно было соскребать осадок. В-третьих, неожиданным помощником стал океан, где оседало некоторое количество CO, превращаясь в уксусную кислоту. Правда, кислотность океана от этого постоянно росла, и приходилось использовать добавки, понижающие ее*. Ничто не помогало. Воздух под куполом становился все более разреженным.
*«Кстати, абсолютно то же самое происходит с мировым океаном, кислотность которого за последние сто лет возросла на 30%».
Вскоре перед бионавтами возникла еще одна глобальная проблема. Выяснилось, что ферма в 20 соток при всех современных технологиях обработки земли способна обеспечить лишь 80% потребностей колонистов в пище. Их ежедневный рацион (одинаковый для женщин и мужчин) составлял 1700 калорий, что нормально для сидячей офисной жизни, но катастрофически мало при том количестве физической работы, которую должен был выполнять каждый житель «Биосферы».
Поначалу ужин сервировали в виде шведского стола, однако вскоре из-за этого начали возникать серьезные конфликты, и еду стали накладывать каждому в тарелку, отмеряя буквально до грамма. Люди вставали из-за стола голодными и постоянно мечтали о лакомствах большого мира.
Вечерние философские дискуссии заменили фантазии о том, что они съедят, когда выйдут на свободу. Кладовую, где хранилось главное лакомство бионавтов - бананы, после отвратительного эпизода с анонимным разграблением пришлось запирать на ключ. Перед тем как отдавать очистки свиньям, люди тщательно выбирали все, что можно было съесть самим.
Банановые шкурки и ореховая шелуха шли за деликатес.
Однажды вечером Джейн Пойнтер, ответственная за ферму, призналась, что ей было известно о будущем продовольственном кризисе. За несколько месяцев до заселения она просчитала, что бионавтам будет не хватать еды, однако под влиянием доктора Валфорда с его представлениями о здоровой диете было решено, что эта нехватка пойдет только на пользу. Доктор, кстати, был единственным, кто не жаловался на голод. Он же продолжал настаивать на справедливости своей теории: уже через полгода «голодной» диеты состояние крови бионавтов значительно улучшилось, понизился уровень холестерола, улучшился метаболизм. Люди потеряли от 10 до 18 процентов массы тела и выглядели удивительно молодо. Они улыбались из-за стекла журналистам и любопытным туристам, делая вид, что ничего не происходит. Однако бионавты чувствовали себя все хуже и хуже.
Кризис
Лето 1992 года стало для колонистов особенно сложным. Посевы риса были уничтожены вредителями, так что их рацион на протяжении нескольких месяцев почти полностью состоял из фасоли, батата и моркови. Из-за избытка бета-каротина их кожа стала оранжевой.
К этой беде добавился особенно сильный эль-ниньо, из-за которого небо над «Биосферой-2» почти всю зиму было затянуто облаками. Это ослабило фотосинтез джунглей (значит, и выработку драгоценного кислорода), а также снизило и без того скудные урожаи.
Мир вокруг них терял свою красоту и гармоничность. В «пустыне» из-за конденсации на потолке регулярно выпадали дожди, так что многие растения сгнили. Огромные пятиметровые деревья в джунглях неожиданно стали хрупкими, некоторые упали, сломав все вокруг. (Впоследствии, исследуя этот феномен, ученые пришли к выводу, что его причина крылась в отсутствии ветра под куполом, который укрепляет стволы деревьев в природе.)
Стоки в рыбных прудах забились, и рыбы становилось все меньше. Все труднее было бороться с кислотностью океана, из-за которой гибли кораллы. Животный мир джунглей и саванны тоже неумолимо сокращался. Прекрасно себя чувствовали только тараканы и муравьи, которые заполнили все биологические ниши. Биосфера постепенно умирала.
Хозяева рая чувствовали себя ничуть не лучше. Количество кислорода в атмосфере постоянно снижалось и достигло 16% (при норме в 20%). Это сравнимо с разреженным воздухом гор, и обыкновенно человеческий организм быстро приспосабливается к этому состоянию. Однако из-за общего истощения колонистов горная болезнь не отпускала их. Бионавты начали быстро уставать, постоянно кружилась голова, они не могли уже выполнять работу в прежнем объеме.
Но самым радикальным образом кислородное голодание сказалось на их моральном состоянии. Все чувствовали себя угнетенными, грустными, раздраженными. Каждый день под куполом происходили скандалы.
Главной причиной конфликта было то, что Аллен не разрешал бионавтам обнародовать их проблемы. Он продолжал делать вид, что эксперимент идет по плану. Половина колонистов (оба капитана, пиар-директор и начальница по научным исследованиям, то есть руководство) были абсолютно согласны с этой позицией. Они считали, что нужно пробыть под куполом запланированные два года любой ценой. Еще четверо бионавтов утверждали, что надо срочно запросить помощь международных ученых, чтобы понять, почему исчезает кислород. Также неплохо было бы заказать немного воздуха и еды извне.
Джейн Пойнтер, лидер группы, которая хотела просить помощи, так описывает начало конфликта: «Я убирала в загонах для животных на ферме. Голова ужасно кружилась, и приходилось поминутно отдыхать. С утра мы говорили о нашем положении, и я сказала, что оставаться тут и задыхаться - это какое-то сектантство. Я думала про все это, потом обернулась и увидела Абигайль, которая стояла у меня за спиной. У нее что-то было во рту… В следующую секунду она плюнула мне в лицо! Я растерялась и спросила: „За что?“ „Сама подумай“, - ответила та, развернулась и ушла».
Тем временем обычные зрители, которые каждый день приезжали целыми автобусами, чтобы посмотреть, что творится в гигантском человеческом аквариуме, и не подозревали, какие страсти там кипят. Они выстраивались вдоль стены, потягивая колу, жуя хот-доги, и люди в футуристических костюмах за стеклом казались им удивительно одухотворенными, настоящими героями фантастических книг и визионерами. Хотя, по большому счету, «визионеры» просто были очень уставшими и голодными.
Выход
Осенью 1992 года содержание кислорода под куполом опустилось до 14%. Доктор Валфорд объявил, что снимает с себя свои обязанности, поскольку более не в состоянии сложить в уме даже двухзначные числа. По ночам бионавты постоянно просыпались, так как активный фотосинтез растений прекращался, уровень кислорода резко падал и они начинали задыхаться. К этому моменту все позвоночные животные биосферы погибли.
Спустя год после начала эксперимента Аллен и Басс приняли решение разгерметизировать капсулу и добавить в атмосферу «Биосферы» кислород. Также они разрешили бионавтам использовать неприкосновенные запасы зерна и овощей из семенного хранилища. Это значительно улучшило общее состояние колонистов. Однако две враждующие группы так и остались в состоянии перманентной войны, стараясь даже не разговаривать друг с другом.
Тем временем журналисты, прознавшие о добавке кислорода в атмосферу, раздули из этого огромный скандал и окрестили «Биосферу» грандиозным провалом столетия.
Так в чем же состояла эта таинственная проблема с кислородом? Когда ученые внимательно осмотрели плачевное состояние разоренных куполов, они пришли к выводу, что роковую роль сыграли цементные перекрытия. Кислород вступал в реакцию с цементом и оседал в виде окислов на стенах. Еще одним активным потребителем кислорода оказались бактерии в почве. Для «Биосферы» выбрали самый плодородный чернозем, чтобы естественных микроэлементов в нем хватило на долгие годы, однако в такой земле было очень много микроорганизмов, которые точно так же дышат кислородом, как и позвоночные животные. Научные журналы признали эти открытия главными и единственными достижениями «Биосферы».
Несмотря на все эти трудности, эксперимент был завершен. Точно в назначенный срок, 26 сентября 1993 года, биосферяне покинули свой ковчег. И сразу же после завершения этой эпопеи две пары ее участников поженились. Американцы не были бы американцами, если бы они не постарались не только дать ценные сведения науке, но и извлечь из своих необычных приключений еще и коммерческую выгоду. Практически все участники выпустили мемуары, а один из них опубликовал книгу рецептов биосферной еды. Ведь она помогала снижать содержание холестерина в крови, способствовала похуданию. Кстати, сами бывшие эконавты долго не могли привыкнуть к обычной земной пище. Почему-то она казалась им искусственной и безвкусной!
Но дальше всех пошли Джейн Пойнтер и Табер Маккаллум, два участника этого эксперимента. Уже в 1993 году они основали компанию Paragon Space Development Corporation, которая наладила массовое производство... карманных биосфер. Были разработаны миниатюрные, размером от 10 до 30 см в диаметре - биологические аквасистемы. В них абсолютно безо всякого ухода могли жить разнообразные морские и пресноводные животные. На эти кажущиеся совершенно бесполезными "игрушками" в Америке был большой спрос.
В марте 1994 в "Биосфере-2" начала работать вторая смена биосферян, уже из пяти человек. Сменилась и парадигма исследований. Первая вахта была занята в основном собственным выживанием, стремлением обеспечить себя всем необходимым для более-менее полноценной жизни. Теперь же в "Биосферу-2" стали вхожи специалисты-исследователи. Они проводили эксперименты, и срок их пребывания мог варьироваться от нескольких суток до нескольких месяцев. Это уже были фактически не эконавты, а представители различных наук. И проводить полную изоляцию их от внешней среды - об этом теперь уже совсем не помышляли.
Между тем экологическая обстановка в "Биосфере-2" все ухудшалась. И осенью 1994 года и вторая смена специалистов была спешно эвакуирована, а здание наглухо закрыто. В марте 1995 года было принято новое решение откупорить "Биосферу-2", основательно проветрить ее и провести в ней "генеральную уборку".
Проект был передан Колумбийскому университету. Они решили прекратить эксперимент и удалить из сооружения людей, поскольку было неясно, как решить проблему питания и сохранения неизменного состава воздуха. Однако, в середине 1996 года ученые начали новый эксперимент, уже без участия людей. Они должны были выяснить:
• действительно ли с увеличением процентного содержания СО2 урожайность повышается и до каких пор;
• что происходит с излишками углекислоты и где они накапливаются;
Обнаруженные проблемы:
• В лаборатории расплодилось огромное количество микробов и насекомых, особенно тараканов и муравьёв.
• Под стеклянной крышей комплекса по утрам конденсировалась вода и лился искусственный дождь.
• Создатели не предусмотрели такого явления, как ветер: оказалось, что без регулярного раскачивания деревья становятся хрупкими и ломаются
В 1997 году проект "Биосфера-2" был закрыт. Тогда выяснилось, что температура и химический состав воздуха внутри помещений в этом рукотворном ковчеге начинают выходить за пределы безопасности. Американцы потратили около 200 миллионов долларов и попытались ответить на вопрос, можно ли создать абсолютно автономную модель земной биосферы. К сожалению, в этот раз опыт окончился неудачей, "малая Земля", воссозданная стараниями ученых и конструкторов, стала непригодной для жизни.
Многие годы после этого «Биосфера» переходила от одного института к другому, постепенно разрушаясь, пока совсем недавно ее не подлатали и не устроили внутри туристический аттракцион. Посетить оставленный рай можно всего за каких-то 25 долларов.
Текст - http://www.factroom.ru/facts/26185