生物圈2号

生物圈2号，科研设施位于甲骨文，亚利桑那州美国，旨在效仿地球的环境生物圈1号最著名的任务可能是在20世纪90年代初进行的两次任务，其中宇航员被密封在外壳内以研究生存能力。这些研究的动力是评估人类是否有能力在外太空建造和生活自给自足的殖民地。

设计

生物圈2号的玻璃容器设计是在20世纪80年代由一位美国工程师构思的John P. Allen，他是Space Biospheres Ventures是一家合资企业1984年购买了该设施所在的房产。它的建设于1989年完成，展示了一个由三个主要部分组成的结构:地上的密封玻璃封闭区域，地下的技术区域(技术圈)和一个区域指定的随着人类栖息地．地面上的主要结构由近20.4万立方米(720万立方英尺)的密封玻璃组成，由钢架支撑，最高点为27.7米(91英尺)。玻璃结构的主体部分是长方形的，末端像金字塔，有五个生态系统:海岸有雾沙漠而且热带雨林，占据金字塔的末端，和稀树大草原草原，红树林湿地,海洋(完成珊瑚礁)，它们分布在中间地区。的热带雨林沙漠生态系统与其他生态系统之间被轻质塑料窗帘隔开。与主机相连生物群落走道旁的区域是三个圆形玻璃围合的农业区。地下技术圈支持1.27公顷(3.14英亩)的设施，并包含运行和维护的技术生物圈环境。在Technosphere组件中，有二十多个空气处理单元，它们控制着生物圈中的空气温度和湿度，可以进行冷却、加热、冷凝、除湿。空气从能源中心循环到空气处理机，能源中心是玻璃封闭区域外的一个建筑。能源中心还为调节温度提供冷热水，并设有发电机，作为生物圈2号的额外电源。

在生物圈2号的南侧和西侧，有两个巨大的地面测地线圆顶，里面有生物圈的“肺”——玻璃外壳内调节气压的巨大可变膨胀室。每个肺通过隧道连接到生物圈，由一个重金属附在橡胶膜上的板。随着外部温度的上升和下降，空气被困在生物圈中或从生物圈中释放出来。空气的释放消散可能超过玻璃强度的压力。在南肺下面有一个75.7万升(20万加仑)的水箱，用于收集生物圈内凝结的水;这些水被储存起来用于灭火等用途。

生物圈2号还包含一个基于生物的废物处理系统，该系统采用好氧和厌氧微生物，以及其他生物回收系统，包括海洋中的藻类洗涤器和土壤床反应器。当藻类洗涤器从水中去除硝酸盐、磷酸盐、二氧化碳和其他不需要的化学物质时，土壤床反应器将空气泵入农业圆顶的土壤中，使由技术和生物来源产生的微量气体可供土壤微生物代谢分解，从而防止其积累到潜在的有害水平。

后来，生物圈2号又增加了额外的研究设施、教室和学生宿舍。

任务

生物圈2号的生存任务开始于1991年9月26日，当时四名男性和四名女性，通常被称为“生物圈人”(在任务期间接受过执行特定任务训练的个人)，被密封在玻璃生物群落中。农业任务占据了生物圈人日常生活的大部分，因为他们被期望生产自己的食物，其中包括蔬菜还有生长在土壤中的谷物;家畜的肉、蛋和奶;水产养殖场养殖的鱼。船员们详细记录了农业生产，以及观察到的气候变化荒野面积(包含各种生态系统的区域)，以及大气条件。在进入室内空气的几个月内，生物圈人检测到大气中氧气水平和增加二氧化碳．在任务开始时，室内的氧气含量约为20.9%;17个月后，含氧量下降到14.2%。由于无法确定原因，官员们决定至少两次向设施中注入氧气，并且每天都打开肺以允许外部环境的空气流入。虽然这一举动受到了批评，因为在太空中拯救一个自给自足的殖民地是不可能的，但在氧气注入之前，生物圈人表现出明显的昏沉和呼吸困难，这引起了人们对他们健康状况和完成任务能力的担忧。

第一次任务的机组人员也未能实现最大的粮食产量。一种解释是1991-92年厄尔尼诺现象今年在亚利桑那州南部产生了比平时更多的云层，这可能限制了天气光合作用活动植物从而减少了粮食产量。缺乏光合作用这也可能导致了生物圈内氧含量的降低。低氧水平的另一个可能原因是后来由于土壤微生物吸收氧气并释放二氧化碳。第一批生物圈人的表现在执行任务6个月后进一步受到阻碍，当时该小组分裂为两个派系。尽管如此，生物圈人还是在玻璃环境中坚持了两年，于1993年9月26日出现。1994年3月6日，在对系统工程进行了各种升级和改进，并在生态系统和农业地区引入了更多的物种后，第二次任务开始了，有7名机组人员。但在同年9月，由于经营和资金方面的争议，实验提前结束。