Как работают искусственные замкнутые экосистемы, такие как Biosphere 2 и MELiSSA?

Искусственные замкнутые экосистемы, такие как Biosphere 2 и MELiSSA, работают на основе принципов самодостаточности, цикличности и сбалансированных отношений между организмами. 5

Biosphere 2 — научный эксперимент, проведённый в США в 1991 году для изучения замкнутых экосистем и их взаимодействия с человеком. 2 Комплекс представлял собой герметичную конструкцию, где группа из восьми добровольцев проживала в условиях полной автономии. 2 На территории разместили пять экосистем: океан с коралловым рифом, саванну, джунгли, пустыню и болото. 2 Кроме того, были построены жилой дом и сельскохозяйственный блок для выращивания продуктов и содержания животных. 2

В Biosphere 2 растения производили кислород, воду поддерживали в круговороте, а пищу выращивали на сельскохозяйственных участках. 2 Учёные могли имитировать различные сценарии глобального потепления, меняя температуру, влажность, освещение и состав атмосферы, и наблюдать за реакцией растений, животных и микроорганизмов. 4

MELiSSA — проект, в рамках которого вместо растений используются бактерии, являющиеся основным потребителем и продуцентом биомассы и других ресурсов. 1 Учёные разработали биореакторы, в которых «работали» бактерии. 1 Управлять процессом можно было при помощи цифрового интерфейса. 1

В MELiSSA биореактор, в котором поддерживается постоянная температура 55 °C, перерабатывает отходы, образующиеся в результате работы экипажа. 1 Жидкость подаётся во второй отсек — освещённый фотобиореактор с культурами бактерий, которые могут либо участвовать в фотосинтезе, либо питаться жирными кислотами. 1 Основными продуктами второго отсека являются водосодержащие минералы, аммоний и биомасса, которые потенциально могут быть использованы в качестве источника белка. 1