Biyosfer 2, Dünya’nın yaşam şartlarının, uzaydaki insan yaşamını desteklemek ve sürdürmek için, kapalı ekolojik sistemlerde uygulanabilirliğini göstermek amacıyla tasarlanmış bir deneydi. Deneye Biyosfer 2 denilmesinin sebebi Dünya’nın biyosfer 1 olarak adlandırılmasıydı. Ekoloji ve teknolojinin birleştiği bu deney, kapalı bir ekosistemde yaşam konusunda bilim insanlarını oldukça heyecanlandıran bir konuydu.
İçindekiler
Kapalı Ekosistemler
Termodinamik olarak konuşacak olursak insanlar canlı varlıklar olarak açık sistemlerdir. Fiziksel yapılarını korumak için çevreleriyle madde ve enerji alışverişinde bulunurlar. İnsanların yaşadığı alan ise biyosfer olarak bilinen kapalı karasal bir yaşam destek sistemidir. Biyosfer, madde açısından temelde kapalı enerji açısından ise açık bir sistemdir.
Kapalı ekosistem terimi genellikle insan yapımı ekosistemleri tanımlamak için kullanılır. Bu tür sistemler bilimsel olarak ilgi çekicidir ve potansiyel uzay uçuşları sırasında, uzay habitatları ve istasyonlarında bir yaşam destek sistemi görevi görebilir.
Kapalı bir ekolojik sistemde, bir tür tarafından üretilen herhangi bir atık en az bir başka tür tarafından kullanılmalıdır. Eğer amaç canlı bir yaşam formunu sürdürmekse atık ürünler muhakkak oksijene, yiyeceğe ve suya dönüştürülmelidir.
Yaşam Destek Sistemleri
Herhangi bir uzay aracı, uzay istasyonu veya gezegen üssünde mürettebat için kontrollü ve fizyolojik olarak kabul edilebilir bir ortam, yaşam destek sistemi tarafından sağlanır. Yaşam destek sisteminin geleneksel bileşenleri; hava, su ve besindir.
İnsan uzay görevlerinin başlangıcından bu yana bu malzemeler mürettebatla veya özel tedarikler ile Dünya’dan fırlatılmıştır. Bu yaşam destek sistemleri kısa süreli uzay görevleri için çok kullanışlı ve etkilidir. Ancak uzay görevleri uzadıkça tedarik yükü ağırlaşmaya başlamakta. Bu nedenle malzemelerin dönüştürülebilmesi ve sonuç olarak gelecekteki uzun süreli uzay görevleri için kapalı ekolojik sistemlerin ve kapalı döngü yaşam destek teknolojilerinin geliştirilmesi çok önemlidir.
Kapalı Bir Ekosistem Tasarlamak
Karmaşık bir karasal biyosferin küçültülmüş bir versiyonunu bir uzay gemisine veya gezegen kolonisine dönüştürmek kolay bir iş değildir. Etkili bir biyolojik sistem, sistemdeki diğer organizmalar ve insan ekibiyle ekolojik olarak uyumlu olurken yaşam destek işlevlerini yerine getirebilen bu organizmaların dikkatli seçilmesi gerekir.
Uzaydaki kapalı ekosistemler teorik olarak uygulanabilir olsa da böyle bir sistemde yüksek derecede karmaşıklık ve dolayısıyla çok sayıda geribildirim süreci vardır. Kapalı ekosistemlerin tasarımındaki en büyük zorluklar şunlardır:
- Kütle ve enerji akımlarının uyum içinde çalışması
- Minyatürleşme
- İstikrar
Büyük rezervuarlar kurulamadığı için ayarlanması gereken üretici, tüketici ve atık sistemlerinin toplu devrini gerçekleştirmek oldukça zordur. NASA şu anda kapalı ekosistemler üzerinde çalışsa da, bu konuda en çok ses getiren deney 1980’lerin sonunda Arizona’da gerçekleştirilen Biyosfer 2 deneyiydi.
Biyosfer 2
Biyosfer 2, ekoloji ve teknolojiyi yeni bir formda birleştirmeyi amaçlayan Arizona’da bulunan bir dünya araştırma tesisidir. 1987-1991 yılları arasında 200 milyon dolara inşa edilen tesis 139.935 metrekarelik alanıyla şimdiye kadar oluşturulmuş en büyük kapalı sistem olmaya devam ediyor.
Biyosfer 2, farklı biyomlara dayanan çeşitli alanlara sahip büyük bir yapıda, bütün yaşam sistemleri arasındaki etkileşimi keşfetmek için tasarlandı. İnsanlar için akarsular, göller ve ormanlar gibi çeşitli biyomlara ve yaşam alanlarına ek olarak, tesiste küresel ekoloji çalışması için yeni bir tür laboratuvar, tarım alanı ve çalışma alanı da vardı. Başta edinilen misyon 8 kişilik bir mürettebatın tam 2 yılı içeride geçirmesiydi. Deney, uzun vadede kapalı biyosferlerin uzayda yaşam destek üniteleri oluşturabilmesi için bilgi sağlayacaktı.
Biyosfer 2 Çöküyor
Fakat deney planlandığı gibi gitmedi. Bozulmamış ve düzgün işleyen bir Dünya’nın camla kaplı bir kopyası olması gereken şey, kontrol edilemeyen bir şeye dönüştü. Kısa bir süre sonra Biyosfer 2’de gıda yetiştirmenin büyük bir zorluk olduğu anlaşıldı. Misyonun ilk birkaç ayında hava hep bulutluydu ve mahsuller büyümedi. Biyosferin içindeki mürettebat deneyden önce içeriye saklanan üç aylık yiyecek tedariki ile hayatta kalmaya çalıştılar.
Sonrasında Biyosfer 2 oksijen kaybetmeye başladı. Atmosferindeki oksijen, tesisin beton duvarlarıyla reaksiyona girdi ve içerideki insanlar zar zor nefes almaya başladı. Mürettebat 14.000 fitte yaşıyormuş gibi hissediyordu. Getirilen bir kamyon dolusu sıvı oksijen içeriye gaz şeklinde püskürtüldü ve hayatları kurtuldu.
Bu arada ekosistem bir akış halindeydi. Sinek kuşları ve bal arıları ölüyor, kurtlar mahsullere saldırıyor, hamam böcekleri ise ekosistemi ele geçiriyordu. Misyonun bitmesine 10 ay kala projenin danışma kurulu, kötü tanımlanmış hedefleri ve ekibin bilimsel uzmanlık eksikliğini eleştiren uzun bir rapor yayınladı. Sonrasında ise işlerin gerginleşmesiyle yönetim kurulu topluca istifa etti. Biyosfer 2, şu anda Arizona Üniversitesi bünyesinde bulunuyor. Tesis bilimsel araştırmalar ve geziler için kullanılmaya devam ediyor.
Bilim insanı David Tilman, bu başarısız olan kapalı ekosistemi: ‘’Şimdiye kadarki en cesur girişim.’’ olarak tanımladı. ‘’Bu onları nasıl yöneteceğimizi ve daha iyi hale getireceğimizi bilmediğimiz oldukça büyük gizemlerle dolu doğa alanları olduğunu gösteriyor.’’ dedi. Bilimsel bir araştırma olarak sorunlarla dolu olan Biyosfer 2 bilim insanlarınca şu şekilde yorumlandı: ‘’ Bu deney, ancak hayatın da bir deney olduğu anlamına geliyor.‘’
