В 1991 году восемь человек вошли в Biosphere 2 — огромный стеклянный комплекс в пустыне Аризоны, созданный как проверка того, может ли человек жить внутри материально замкнутой экосистемы. Проект, инициированный Space Biospheres Ventures, одновременно рассматривался как эксперимент в области экологической инженерии и как возможный прототип для длительного пребывания людей в космосе. Внутри одного оболочечного объёма здесь объединили тропический лес, саванну, пустыню, океан, сельскохозяйственные зоны, лаборатории и жилые помещения.
Замысел Biosphere 2 сформировался на пересечении экологического мышления, системной теории, контркультуры и интереса к космическим исследованиям. Проект развивали Джон П. Аллен и техасский бизнесмен и филантроп Эдвард П. Басс. Их идея заключалась в том, чтобы изучать циклы Земли в уменьшенном, но достаточно сложном масштабе и одновременно проверить, можно ли на основе тех же принципов когда-либо поддерживать человеческую жизнь на Луне или Марсе. В этом смысле само здание становилось частью эксперимента, а не просто оболочкой для него.
Комплекс строили в Оракле, штат Аризона, в 1987–1991 годах. Снаружи он представлял собой стальной и стеклянный объём, похожий на оранжерею, внутри которого заключено около 200 000 кубических метров атмосферы. Под площадкой был устроен нержавеющий стальной лайнер, предназначенный для того, чтобы исключить неконтролируемый обмен с окружающими почвой и водой. Скрытая под землёй инфраструктура включала трубопроводы, насосы, теплообменники, системы вентиляции и водооборота — фактически отдельную техносферу под видимым ландшафтом. 
Как работала закрытая атмосфера
Из-за нагрева и охлаждения под солнцем Аризоны внутренний воздух комплекса постоянно расширялся и сжимался. Для стабилизации давления инженеры установили две огромные камеры переменного объёма, получившие название «лёгкие». Гибкие мембраны двигались в ответ на изменения воздушного объёма и позволяли регулировать давление без выпуска атмосферы наружу. Это важная деталь проекта: Biosphere 2 была не только искусственным миром, но и машиной управления атмосферной физикой.
Экологическая программа стремилась сжать биологическое разнообразие в сравнительно небольшом пространстве. Тропический лес занял высокий стеклянный объём, а саванна, мангровые заросли, океан и риф, а также пустыня с туманами образовали последовательность контрастных сред. Агропространство должно было обеспечивать экипаж значительной частью пищи, а жилые помещения и лаборатории были встроены в ту же закрытую систему. Логика проекта состояла в том, чтобы создать достаточно сложную биологическую сеть, способную организовываться самостоятельно.
Однако эксперимент быстро показал, что биоразнообразие нельзя просто собрать по списку видов и ожидать, что оно воспроизведёт отношения зрелой экосистемы. После входа первой команды 26 сентября 1991 года уровень кислорода в атмосфере начал снижаться. К январю 1993 года он упал примерно с 20,9 процента до 14,5 процента. Это вызывало серьёзную физиологическую нагрузку на участников, и в итоге в систему пришлось добавить кислород, хотя она и задумывалась как закрытая.
Причина была не только в том, что растения производили слишком мало кислорода. В искусственной экосистеме существовал большой запас органического вещества в почве, и микроорганизмы расходовали кислород на дыхание, выделяя углекислый газ. Фотосинтез должен был компенсировать этот обмен, но баланс нарушили сниженная освещённость внутри конструкции и необычно облачная первая зима. Дополнительным фактором стал бетон, использованный в здании: углекислый газ, образовавшийся при микробном дыхании, вступал в реакцию с кальциевыми соединениями бетона, что меняло состав атмосферы и приводило к необычному дисбалансу.
Жизнь внутри как часть эксперимента
Проблемы были не только химическими и инженерными, но и биологическими. Исчезли насекомые-опылители и несколько интродуцированных видов позвоночных, а зато процветали муравьи и тараканы. Агрессивные лианы разрастались в тропическом лесу, а сельскохозяйственное производство становилось всё сложнее из-за переплетения факторов: опыления, вредителей, болезней, погоды и доступного света. При этом агросистема всё же обеспечивала значительную часть питания экипажа.
Сами участники жили в условиях изоляции, ограниченного питания, изменённого состава атмосферы, интенсивной работы и постоянного наблюдения. Миссионный врач Рой Уолфорд использовал эксперимент и для изучения калорийного ограничения, назначив команде питательный, но низкокалорийный рацион. Потеря веса, усталость, голод и физиологическая адаптация стали частью повседневного опыта внутри Biosphere 2.
Со временем стало ясно, что проект проверяет не только экосистему, но и человеческую способность существовать внутри неё. Управление, психология, питание, обслуживание, труд и межличностные отношения оказались переменными среды. Среди восьми участников возникли разногласия о том, насколько строго нужно сохранять правила эксперимента: одна позиция настаивала на материальной замкнутости и экспериментальной чистоте, другая допускала вмешательства, если речь шла о здоровье людей или сохранении работоспособности системы.
Если приходилось добавлять кислород, импортировать еду или использовать механические средства для компенсации экологических сбоев, оставался ли комплекс закрытой системой? Эта дилемма постепенно становилась не только технической, но и социальной. Ощущение замкнутости, голод, физическое истощение, атмосферный стресс, споры о смысле миссии и внешнее внимание усиливали раскол внутри команды. Вторая миссия, начатая в 1994 году, завершилась на фоне управленческих конфликтов и нарушения целостности ограждения.
От утопии к научному инструменту
Поздняя история Biosphere 2 оказалась не менее важной, чем сам эксперимент. Под управлением Columbia University, а затем University of Arizona комплекс превратился из прототипа закрытого человеческого обитания в открытое, тщательно контролируемое исследовательское пространство для изучения систем Земли. В его биомах анализировали повышенный уровень углекислого газа, закисление океана, дыхание растений, засуху и реакцию экосистем на изменения среды.
Позже в комплексе появился Landscape Evolution Observatory — ещё один экспериментальный ландшафт, состоящий из трёх искусственных склонов, предназначенных для наблюдения за гидрологическими, геологическими и биологическими процессами по мере их развития во времени. Так Biosphere 2 прошла путь от попытки создать самодостаточный мир к площадке, где изучают сами системы, делающие земной мир трудным для воспроизведения.
Опыт Biosphere 2 показал, что за кажущейся стабильностью среды скрыто множество переменных, которые становятся очевидны, когда исчезают планетарные «буферы». Стеклянная оболочка, искусственные ландшафты, камеры-регуляторы давления, подземная инфраструктура, сельскохозяйственные системы и контролируемая атмосфера превратили архитектуру в действующую экосистему. Но главный вывод проекта оказался скромнее и, возможно, важнее: будущую среду обитания на Марсе, Луне или в другом месте нельзя проектировать как идеально автономную машину. Она должна учитывать обслуживание, сбои, адаптацию, зависимости, экологическую непредсказуемость и людей, которые её эксплуатируют.
Именно поэтому Biosphere 2 остаётся значимым не как пример достигнутой утопии, а как опыт, который сделал эту утопию проверяемой. Её стеклянные стены отделили восемь человек от пустыни Аризоны, но не смогли разделить биологию и архитектуру, технологию и экологию, а также средовые нагрузки и человеческое поведение.
Источник: Designboom
