Есть мнение, что создание на орбите, на Луне или Марсе автономных баз, обеспечивающих персонал пищей и кислородом, невозможно, поскольку «все биосферы провалились». Это, само собой, ошибочное мнение. Хотя бы потому, что «всех биосфер» была всего одна: проект «Биосфера-2». Не мелочась, его организаторы «Биосферой-1» считали Землю в том виде, который она приняла после 4 миллиардов лет эволюции. И, естественно, при такой-то широте замаха, всё пошло не так.
...Всё пошло не так сразу. Изолированный, получающий извне только солнечный свет комплекс заполонили тараканы, куда-то стал пропадать кислород, эконавты перегрызлись, «пустыню» (в одном из отсеков комплекса имитировались биоценозы полупустыни) затопило, а деньги кончились. Выводом же сделанным на основании приобретённого участниками опыта, парадоксальным образом, стала «крайняя зависимость человека от среды»… Парадоксальным, поскольку неясно, какое окружающая среда может иметь отношение к прекращению финансирования проекта спонсорами.
В действительности же из опыта следовало, что учёным экологам, планировавшим эксперимент, следовало бы прежде узнать, что словом «экология» называется, чем эта наука занята, и чему учит. Современные «экологи» чаще просто публичные борцы за защиту окружающей среды. И лишь в редких случаях действительно занимаются исследованиями – (разрушительного) влияния на экосистемы антропогенных факторов… Экология же – наука о взаимодействии видов со средой. Она, кстати, существует и развивается, но сама по себе. Две фракции экологов не дружат и вообще не пересекаются… И стоит ли говорить, что концепцию «Биосферы-2» разрабатывали экологи-борцы, не советуясь с экологами настоящими.
Концепция же подразумевала проверку возможности искусственного создания изолированной, равновесной, полностью замкнутой экосистемы, обеспечивающей выживание и работу человека… Именно такой, – самодостаточной, работающей за счёт замкнутого круговорота веществ и энергии Солнца биосферы, как земная, – только маленькой. Предполагалось, что для успеха требуется максимальная, насколько позволит площадь, сложность системы, – максимальное количество взаимодействующих и выполняющих весь спектр экологических задач видов. Ибо известно, что чем богаче экосистема, тем она устойчивее. Предполагалось также, что работать всё должно само по себе, – с минимальным вмешательством человека, а лучше вообще без оного. Так как именно антропогенное вмешательство выводит экосистемы из равновесия.
И проблема здесь не в сложности поставленной задачи, а в ложности исходных установок. В рамках концепции «Биосфера-2» должна действовать на принципах противоположных тем, на которых функционирует «Биосфера-1». Настоящая-то биосфера Земли не равновесна и не изолирована.
Никакого «экологического равновесия» в природе нет. И даже не может быть, в силу фундаментальных особенностей биосферы. Возникающие в ней – статистически или под влиянием внешних условий – флуктуации склонны не затухать, а нарастать лавинообразно. Пока не приводят к катастрофе, часто полностью истребляющей «виновный» вид, – и ещё кучу других в придачу. Часто человек не замечает такие катастрофы, – особенно, массовые вымирания происходят в почве или подстилке. Часто же, замечая, воспринимает, как должное. Где-то зацвели водоёмы, уморив рыбу. Где-то в этот год непарный шелкопряд изуродовал леса… И если Подмосковье, вдруг, оккупируют цикады, – разве это катастрофа?.. Не саранча же. Вторжение новых видов, тем более, массовое, будет отмечено. Об исчезновении же старых, узнают только энтомологи.
«Биосфера-1», просто, очень велика. Если в результате локального экологического коллапса вид вымирает на некой территории, – а что-то такое происходит постоянно, – она им снова занимается, путём расселения с не затронутых катастрофой территорий… И это, вообще, хорошо – надёжно – работает. Но в частности даже в масштабах огромного, как Мадагаскар, острова, будет уже работать плохо. Биосфера не сможет самовоспроизводиться. Начнётся её эрозия… В масштабах же комплекса естественное саморазрушение экосистемы должно происходить стремительно. Что и наблюдалось.
Второй косяк концепции – в изоляции и самодостаточности. В «Биосфере-1» на каждом метре, гектаре, километре, континенте, в масштабах часа, суток, года, геологического периода, приход (выделение кислорода или углекислого газа) может быть равен чему угодно, кроме расхода. И так по каждому элементу. Биосфера велика, элементы перераспределяются. Но и в целом равновесия нет (состав атмосферы медленно, но постоянно меняется), а круговорот веществ не замкнут. В крошечном масштабе, соответственно, почти незаметные в природе процессы будут протекать быстро. На базе это приняло форму массивной минерализацией воды и кислорода, химически связывавшихся с бетоном... Но ведь и на Земле постоянно происходит минерализация химических элементов. Потери должны восполняться поступлением в атмосферу вулканических газов и извержением «свежих» пород, из которых процессы эрозии позволят извлечь новый фосфор… Вулканы же в комплекс «Биосфера-2» встроены не были.
...Соответственно, возникает вопрос, «как правильно». Правильно же так: поскольку естественные экологические процессы заведомо неравновесны, равновесие на ограниченном пространстве должно поддерживаться прямым вмешательством человека. Что и логично. Оно же человеку нужно, – и база построена людьми… Для поддержания же равновесия человек должен располагать максимумом ресурсов и инструментов. Сложность же задачи, напротив, должна сводиться к минимуму.
«Максимум ресурсов» означает, например, что персонал базы не дышит кислородом, выделяемым растениями в оранжерее при фотосинтезе. Кислород запасён в баллонах, – запас же может расходоваться, при недостаточном производстве в оранжерее, и пополняться при избыточном. Причём, последнее лишь в случае, если его пополнение не проще осуществлять иным способом.
Наличие же «инструментов» подразумевает, что персонал базы может в широких пределах менять уровень производства нужных ему ресурсов. Если требуется повысить выход кислорода в несколько раз, нужно лишь включить больше ламп, засеять хлореллой больше баков (а генерирующуюся биомассу – сублимировать, имитируя минерализацию углерода)… «Устойчивое равновесие» выглядит только так, и никак иначе реализовано быть не может: если нам нужно больше, добываем больше.
И всё это должно работать просто и безотказно. Минимизация сложности означает использование небольшого количества видов для выполнения конкретных функций. Причём, так чтобы прямое взаимодействие видов между собой оказалось полностью исключено, – деятельность каждого целиком регулируется человеком. Какие-то же задачи вообще на вовлечённые виды возлагаются лишь если биологическими технологиями они могут быть решены проще, чем иными. Перерабатывать отходы до углекислоты и минералов не обязательно с помощью живых организмов. Можно и просто сжечь, – результат тот же… Вот, наоборот, – с синтезом, – биологические методы, пока, имеют преимущества.
...Наконец, надо помнить про вулканы, снабжающие реагентами «Биосферу-1». Поскольку, в естественной среде круговорот веществ не замкнут, задача замкнуть его не должна ставиться при создании биосферы искусственной. Какой-то смысл такие попытки имеют лишь в случае орбитальных колоний и «кораблей поколений» окружённых космической пустотой. Но и там расход, скажем, фосфора, может покрываться из бортовых запасов… Концепция «корабля поколений», кстати, вовсе не имеет ввиду отсутствие таковых. На Марсе же и Луне водород, углерод, азот, кислород и прочие нужные элементы должны добываться для поддержания работы базы.
