생물권 2 호 실패의 계시!

미국이 애리조나 주 투손시 북쪽 사막에 건설한 생물권 2 호는 지구 자체를 생물권 1 호라고 부르기 때문에 이 이름을 얻었다. 1 억 5 만 달러를 투자했다.

1991 년 9 월 26 일 4 남 4 녀 ***8 명의 연구원이 생물권 2 호에 처음 입성했고, 1993 년 6 월 26 일 밖으로 나와 21 개월 동안 머물며 각 연구 분야에 풍부한 과학 데이터와 실천 경험을 쌓았다. 영국, 잉크 유고슬라비아와 미국 등 5 개국의 4 남 3 녀 ***7 명의 실험자들이 첫 결과를 평가하고 기술을 개선한 뒤 1994 년 3 월 6 일 두 번 입주해 1 개월 만에 1995 년 1 월에 나왔다. 그들은 이 기간 동안 대기를 대했습니다. 물과 폐기물 재활용 및 식품 생산은 광범위하고 체계적인 과학 연구를 진행했다. 생물권 2 호는 세계에서 가장 큰 폐쇄형 인공 생태계이다. 인류가 처음으로 전체 수준에서 생태학을 연구할 수 있게 해 현재 지구 생물권의 전 세계 생태 변화 과정을 이해하는 새로운 방법을 개척했다. 더 중요한 것은 최초의 영구 생물 재생식 생보시스템의 지상 시뮬레이션 장치로 인류의 미래 외계 지구 정착과 우주유인 탐험에 적용될 가능성이 있다. < P > 1, 개요 < P > 1.28 헥타르의 생물권 2 호의 지상 부분은 분말로 칠한 입체강틀 구조로 이중유리창판이 장착되어 있다. 지면 부분은 스테인리스강판을 용접하고 강철 패드로 밀봉한다. 총 부피는 약 18m3 입니다. 그 내부는 주로 7 종의 생태공동체와 2 개의 대기 확장실 ("폐" 라고도 함) 으로 구성되어 있다. 또한 에너지 센터와 냉각탑 등의 시설도 설치되어 있다. 그 모양과 관련 구조 매개변수는 표 1 과 그림 1 에 나와 있습니다. < P > 온도 변화는 필연적으로 압력 변화로 이어질 것이다. 이런 스트레칭의 압력 변화는 유리창을 파괴하기에 충분하다 (계산값은 kPa 를 초과하기 쉽다). 이 갈등을 해결하기 위해 평소처럼 압력에 저항하는 조치를 취하는 것이 아니라, 이 원에' 폐' 라는 두 개의 볼륨 가변실을 조립하여 대기가 일정한 압력에서 팽창하도록 했다. 두' 폐' 는 거대한 피스톤과 같다 상하 수직 운동 거리는 약 15m 에 달한다. 피스톤 무게는 주변 대기압에 상대적인 내부 양압을 발생시킨다. 양압은 두 가지 큰 장점을 가지고 있다. 어느 곳에 누출이 있든, 내부 대기가 바깥으로 확산되어 외부 오염을 제거할 수 있다는 것이다. 피스톤의 지속적인 하강은 어느 곳에서 누출이 발생했음을 보여준다. 두' 폐' 의 부피가 동그라미 밀폐 부피의 3% 를 차지한다. < P > 이 시설 외에 내부에는 분석, 의료, 수의사, 감시, 수리, 운동, 영화 등 실이 여러 부위에 분포되어 있다. < P 태양광이 유리 구조를 통해 식물을 광합성하는 동시에 기술 시스템 운영을 위해 전기를 도입할 수 있도록 허용한다. 정보에서도 마찬가지로 개방 루프, 컴퓨터 시스템, 전화, 카메라, TV 를 통해 외부와 데이터 정보 교환을 하고, TV 를 통해 외부 스태프 및 친족과 얼굴을 맞대고 대화를 나눌 수 있으며, 영화를 상영하고 상업용 TV 프로그램을 시청할 수 있다. 전기 및 열 제어 에너지는 외부로부터 기밀 장치를 통해 운반됩니다. 에너지 전송 시 내부 및 외부 유체는 어떠한 형태의 교환이나 혼합도 허용되지 않습니다. < P > 표 2 권 대기 온도, 압력 및 중량 범위 < P > 생물군락 온도 (C) 최대 최소 대기 성분 압력? (kPa) 백분율? 총 중량 (%)? (kg)

열대 우림 35 13 O2 18? 1 2? 51 318

사바나/38 13 N2 67? 51 76? 51 13775

해양/늪 공동? 2 ? 3 ? 3 67

사막 43 2 H? 2O 1? 78 2? 2 1761

집약농업구역 3 13 Ar ? 81 ? 92 1782

주거 지역 35 15 총량 88? 24 1? 139185

생물권 2 호의 신경계는 완전한 컴퓨터 데이터 수집 및 제어 시스템입니다. 주거 지역에 위치한 지휘실에서 방사된 마이크로프로세서 네트워크 시스템이다. 이 내부' 신경계' 는 정보통로를 통해 외부 인근' 비행통제' 건물 내 계산센터와 연결된다. 이 건물은 분석센터로서 생물권 1 번과 2 번 사이에 분석 데이터와 통신을 얻는 주요 창구가 된다 2 농도, 토양 습도, 기기 작동 상태 등 데이터 센서 및 모든 경보 장치의 상태 표시를 할 수 있습니다. 각 장치에는' 신경계' 의 어느 부위도 고장나지 않도록 수동 제어 스위치가 있습니다 주변 기압은 표준 압력 11.3 kPa 가 아니라 약 88.2kPa 이므로 내압은 88.24kPa 로 약간 높을 수 있습니다. 자세한 내용은 표 2 를 참조하십시오. 기계 시스템을 사용하여 해양 파도, 조수, 개울, 폭포, 계절적 요구 사항에 따라 바람, 비, 비를 조절하는 등 지구의 자연 환경을 시뮬레이션합니다. 생태공동체 < P > 생물권 2 호에는 5 개의 야생생물군락 (열대 우림, 사바나, 해양, 늪, 사막) 과 2 개의 인공생물군락 (집약농업지역과 주거지역) 이 있다. 이들은 지구 북회귀선과 남회귀선 사이의 생태계를 모델로 미영 생물과 생태학자가 각각 설계했다 파충류, 새, 포유류 등), 식물 (플랑크톤, 이끼, 고사리, 나체, 이불 등) 약 3 종, 미생물 (세균, 점균, 곰팡이, 미세조류 등 포함) 약 1 종, 오스트레일리아, 아프리카, 각각 4,6,4,4,6 종의 서식지가 있습니다. 예를 들어 바다에는 해변, 얕은 짠수호, 산호초, 바닷물 등 4 가지 유형이 있습니다 따라서 내부 수종을 측면 강한 조명으로부터 보호하고, 해양과의 인터페이스 사이에 대나무를 심어 염분이 침투하는 것을 막는다. < P > 자연 환경에 최대한 가까워지기 위해 이 원 안의 토양, 잔디, 해수, 담수는 모두 외부의 다른 지리적 구간에서 채취되어 일정한 인공 처리를 통해 재사용된다. 실험용 바닷물은 운반된 바닷물과 담수를 적절한 비율로 배합한 것이다. < P > 생물권 2 호에서 식물을 선택하는 기준은 주로 동물 소비자의 생명보장, 분류 다양성, 물리적 매개 변수, 식물의 이용가능성과 미적 가치를 고려한다. 다윈의 자연선택 과정에 적응하기 위해 식물 종류는 시스템보다 더 많이 지탱할 수 있어 종의 손실이나 멸종을 보상할 수 있다. 그리고 결국 시스템의 지속적인 안정을 촉진한다. < P > 3, 연구 범위와 주요 결과 < P > 최초의 8 명의 과학자들이 21 개월 밀폐된 인공생태 환경에서 각자의 연구 범위에 따라 광범위하고 섬세하며 심층적인 관찰, 기록, 분석, 연구 프로젝트에는 생물지구화학, 토양, 물, 해양, 대기역학과 대기누출 < P > 은 작은 폐쇄형 생태계에서 생물지구화학순환률이 현저히 높아진다. 이는 지구생물권의 거대한 저장작용이 부족하고 유기체와 무기물의 비율이 크게 증가했기 때문이다. 생물권 2 호와 같은 대형 장치에서도 대기 CO2 의 평균 체류 시간은 1 ~ 4 일에 불과합니다. 지구생물권에서는 약 3 년이다. < P > 생물권 2 호 중 농도가 15ppm 인 대기 CO2 (지구 대기 CO2 농도의 약 4 배) 는 약 1kg 의 탄소에 해당하며, 이는 권 내 생물량과 토양 내 유기탄소에 비해 1:1 과 5:1 로 크게 감소했다. 지구의 해당 비율은 각각 1:1 과 2: 1 입니다. < P > 생물권 2 호 CO2 의 변동 범위는 7 ~ 8PPM/D, 보통 5 ~ 6PPM/D 이며, 때로는 더 낮아질 수도 있는데, 이는 계절, 주야순환, 날씨 변화로 인한 광합성이다. 반면 PPF 가 최고치 (53.7MOL M-2D-1) 에 도달하면 CaCO3 농도는 1 년 중 최저치 16ppm.

CO2 농도가 높아지면 해수산도가 높아질 수 있다. 이런 현상을 피하기 위해 바닷물에 탄산나트륨과 탄산나트륨을 단계적으로 첨가해 pH 값을 7 로 유지할 수 있다. 생물권 2 일 1 년 내 총 농업생산량 (kg) 채소: 콩 8, 사탕무잎 273, 사탕무뿌리 38, 후추 13, 당근 88, 고추 63, 케일 83, 오이 17, 가지 155, 케일 11, 상추 9, 양파 1 식량: 쌀 196, 수수 131, 밀 113; 전분류 채소: 고구마 198, 고구마 1335, Malanga84, 고구마 2; 고지방 콩: 땅콩 24, 콩 14; 저지방 콩: 잠두 63, 완두콩 15; 과일: 사과 1, 바나나 124, 무화과 39, 구아바 41, 금귤 4, 레몬 1, 라임 4, 감귤 6, 파파야 639; 동물제품: 염소 우유 47, 염소 양고기 8, 돼지고기 35, 생선 1, 계란 6, 닭고기 8, 합계 663.

산소역학은 곤혹스럽다. 1991 년 9 월부터 1992 년 6 월까지 생물권 2 호 중 산소 농도가 2.51% 에서 16% 로 떨어졌다 농도를 19% 로 되돌립니다. O2 농도 하락은 주로 밀폐 후 처음 4 개월 동안 발생하는데, 이때 18%,1 9 92 년 4 월 이후 O2 농도는 매월 .25% 의 선형 수준으로 하락했다. O2 농도 하락의 진짜 원인은 분명하지 않다. 몇 가지 방법을 이용한 산소역학 연구는 여전히 진행 중이다. 연구권 산소 동위원소 분포를 포함한다. < P > 생물권 2 호 기밀성이 매우 높다. 누출률과 압력 사이의 관계에 따르면 연간 누출률은 6% 로 추정되며, 표시 미량가스 (SF6) 가 점차 희석되는 측정 결과에 따르면 연간 누출률은 1% 를 넘지 않는 것으로 나타났다. 처음 4 개월 중 (19 91 년 9 ~ 해당 외부 가스는 1991 년 말 일회용 주입했다. 케네디 우주센터에서 만든 바이오 매스 생산실과 같은 다른 폐쇄형 인공 생태계의 일일 누출률은 1% ~ 1% 사이입니다.

2, 식품 생산과 폐기물 처리 < P > 생물권 2 호의 농업 시스템은 오염이라는 세 가지 주요 요구 사항을 충족해야 합니다. 집약형과 지속가능성. 우주생물권 벤처투자회사와 그 농업지역의 주요 고문인 애리조나 대학 환경연구실은 처음에는 수배와 가스 배양의 재배 기술을 시험했고, 결국 여러 가지 이유로 토양 기반 농예기술로 전향해야 했다. 그 이유 중 하나는 수경이 화학영양액의 입력에 의존해야 한다는 것입니다. 공간적으로는 해결하기 어렵다. 또 다른 이유는 퇴비를 만들거나 식물/미생물 시스템을 이용한 폐수 재생을 할 능력이 없다면 동물과 사람의 폐기물 및 작물의 먹을 수 없는 생물량 부분 등 재활용을 촉진하는 관련 문제를 해결하기가 더 어렵다는 것이다. 또 퇴비나 늪폐수 처리 시스템은 습산화 또는 소각 등 물리적 시스템보다 에너지를 더 절약할 수 있다.

집약농업구역 * * * 5 주로 식량, 채소, 과일, 그리고 사육동물과 물고기 (논에서 양식) 가 있는데, 동물 사료에는 알팔파, 코끼리 풀, 수풍신자, 각종 농작물 (먹을 수 없는 생물량을 이용) 이 포함되어 있다. 표 3 과 그림 2.

그림 2 생물권 2 호 집약농업지역의 일부 작물의 성장 상황 < 하지만 밀폐 후 처음 몇 달간 밀폐하기 전에 재배한 음식 (나머지 2% 의 영양 필요) 을 먹어야 한다. 권내 자외선이 부족하기 때문에 비타민 B12 와 비타민 D 를 보충해야 한다. 육류는 매우 적고 알은 1 인당 1 주일당 1 개씩 평균한다. 처음 1 개월 동안의 평균 음식 열량카드 값은 2Cal/d(1Cal 4) 로 제한된다.