home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #30 / NN_1992_30.iso / spool / sci / space / 17935 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-12-21  |  8.9 KB

  1. Path: sparky!uunet!noc.near.net!hri.com!spool.mu.edu!uwm.edu!ogicse!das-news.harvard.edu!cantaloupe.srv.cs.cmu.edu!crabapple.srv.cs.cmu.edu!tmaccallum@igc.apc.org
  2. From: tmaccallum@igc.apc.org (Taber MacCallum)
  3. Newsgroups: sci.space
  4. Subject: Biosphere 2 update
  5. Message-ID: <BzKns5.Bu8.1@cs.cmu.edu>
  6. Date: 20 Dec 92 19:06:31 GMT
  7. Sender: news+@cs.cmu.edu
  8. Distribution: sci
  9. Organization: [via International Space University]
  10. Lines: 179
  11. Approved: bboard-news_gateway
  12. X-Added: Forwarded by Space Digest
  13. Original-Sender: isu@VACATION.VENARI.CS.CMU.EDU
  14.  
  15.  
  16.  
  17.  
  18. Biosphere 2 Update:
  19.  
  20. Several people have asked me to post a general description 
  21. of Biosphere 2 as well as updates during the remainder of 
  22. our first test run. I'm Taber MacCallum, a crew member 
  23. inside Biosphere 2 for the first full test. So here I go.
  24.  
  25.  
  26. Biosphere 2 is a privately financed closed ecological 
  27. system that is now supporting eight humans and nearly 
  28. 4000 documented species of plants and animals in seven 
  29. biomes. There is a rain forest, savannah, desert, marsh, 
  30. ocean, farm and a human habitat with a kitchen, 
  31. apartments, laboratory, workshop, command room, animal 
  32. bay, storage, fully equipped medical facility, recreation and 
  33. living rooms. Biosphere 2 has a foot print of 14 thousand 
  34. square meters with an atmospheric volume of 161 thousand 
  35. cubic meters. Almost all of the energy used for growing 
  36. plants, waste recycling and atmosphere maintenance is 
  37. derived directly from sunlight through the glass. In this 
  38. closed environment all the air, water and  waste is recycled 
  39. and purified by plants and microorganisms. In summary the 
  40. system is essentially materially closed with a leak rate of 
  41. less than 9% per year and energetically open, meaning that 
  42. information, electricity, light and heat go in and out as 
  43. needed. 
  44.  
  45. I am responsible for the analytical chemistry inside 
  46. Biosphere 2, and primarily concerned with the 
  47. biogeochemistry. For instance, research into the 
  48. mechanisms responsible for the decreasing atmospheric 
  49. oxygen may bear significantly on the mechanisms involved 
  50. in the decreasing global oxygen and show us what to avoid 
  51. in future large closed system designs. (See the R.F. 
  52. Keeling paper in the August issue of Nature for global 
  53. decrease data.) I also work with Dr. Walford on the 
  54. medical research involving the crew. Our caloric intake 
  55. now is about 2100 calories per day/per person and the 
  56. oxygen is now at 14.8%, so the partial pressure is the 
  57. equivalent of about 13,000 feet. While low food and oxygen 
  58. would not be a good situation if we were in an isolated 
  59. space colony, it's why we're doing it first on the ground. 
  60. We are now 14.7 months into our two-year exploratory 
  61. mission and even though we could just walk out the door, 
  62. we treat air, food and water as matters of life and death. 
  63. Someday, hopefully, they will be. The restricted calorie 
  64. intake has serendipitously provided a research opportunity. 
  65. Our cholesterol level, blood pressure, fasting blood sugar 
  66. and other basic measures of health have all improved 
  67. dramatically. This is one of the first highly controlled long 
  68. term dietary studies that has ever been conducted on 
  69. humans. The results thus far were published in the 
  70. December 1, 1992 issue of the Proceedings of the National 
  71. Academy of Sciences. 
  72.  
  73. Now at over 14 months, we have surpassed the 6 month 
  74. record for living in a closed life support system, previously 
  75. set by Russian researchers working in Siberia. We live and 
  76. work in a computerized paper-free environment, monitor 
  77. and maintain the various technical systems, collect data, 
  78. communicate with a team of outside scientific 
  79. consultants and researchers, prepare reports, and 
  80. somehow find time for individual research projects and 
  81. creative endeavors like writing, painting, video 
  82. documentation, music and computer network postings. 
  83. The project is located north east of Tucson in Arizona, 
  84. near the town of Oracle and is open to visitors.
  85. The space exploration and settlement aspects of Biosphere 
  86. 2 are my primary interests, especially from the aspect of 
  87. technological development and first hand experience with 
  88. the management of a total life support system, crew 
  89. relations and mission control support etc. on a two year 
  90. mission. 
  91.  
  92. One of the things that has become very important is feasts 
  93. in Biosphere 2, having become an invaluable and 
  94. inseparable part of life inside Bio 2. So when Thanksgiving 
  95. came along I slaughtered and roasted a young pig whole on 
  96. a spit after stuffing it with guavas, bananas and papaya. 
  97. Oh... The fruit made the pork wonderfully tender and 
  98. sweet. We also had Indonesian rice with peanuts, stir-fried 
  99. vegetables, baked beans, salad, chutney, crepes with ice 
  100. cream, sweet potato pie, and cheese cake, bread, soup and 
  101. home brew. 
  102.  
  103. The complexity of the experience is hard to relate, from 
  104. farming and analytical chemistry to giving emergency 
  105. medical treatment and exploring the wilderness all in a 
  106. day's events. It's like hearing several sources of different 
  107. music all at once, that are somehow not discordant, albeit a 
  108. little jarring at times. It is imperative that space travelers 
  109. be 
  110. able to find a way to relate the experience, or society is 
  111. cheated out of a large part of the returns from the large 
  112. endeavor required to colonize space and other worlds.
  113. A year ago I was not totally sure if Biosphere 2 would 
  114. work, even to the degree that it has. Before Biosphere 2, 
  115. nobody knew if complex closed ecological systems on this 
  116. scale would even survive, let alone support humans. To 
  117. have objective, living proof that nature thrives on a scale 
  118. and condition so radically different from the one we 
  119. evolved in, is a major change in our understanding of the 
  120. nature of nature.
  121.  
  122. During the winter solstice period, basically between
  123. Thanksgiving and mid January, the sunlight on a full sunny 
  124. day at the latitude of Tucson falls to less than 40% of the 
  125. summer solstice sunlight and the frequency of long storms 
  126. that obscure the sun is much greater. This is the time of 
  127. maximum impact on the carbon dioxide level in Biosphere 
  128. 2, due to diminished photosynthesis by the plants, the CO2 
  129. can rise to above 4,000 ppm during stormy weather as 
  130. compared to its summer minimum of under 1000 ppm.  
  131. In preparation for these stormy episodes I tested the  
  132. carbon dioxide recycler and it is now being used due to the 
  133. storms we are experiencing. In the absence of storms we 
  134. would not need to use the system at all. 
  135.  
  136. The carbon dioxide is scheduled to be re-released in the
  137. atmosphere during the sunny, clear days of Spring. The 
  138. recycling action differentiates it fundamentally from 
  139. precipitation only units (CO2 scrubbers) used in systems 
  140. such as submarines and the space shuttle, that cannot 
  141. recycle the gas. I designed the system to take CO2 out of 
  142. the air in the fall and winter and put it back in the high light 
  143. spring and summer. The release process regenerates the 
  144. chemicals for use again the following fall/winter season. 
  145. Carbon dioxide is stored as limestone (CaCO3) and the 
  146. limestone is heated in the summer releasing the CO2 and 
  147. forming CaO.
  148.  
  149. While in many ways Biosphere 2 is inexorably linked to the 
  150. Earth energetically, by gravity, with information and 
  151. science, material closure creates for many intents and 
  152. purposes another entity. The feeling inside, our attitude and 
  153. actions are definitely those of people who are part of 
  154. another world. The mission rules and the unspoken rules, 
  155. our cravings, desires and the physical/mental 
  156. transformations thus far can only be explained by a drastic 
  157. departure from what I once knew to be the norm. Though I 
  158. am still part of, and for my very breath and sustenance 
  159. depend on a biosphere that is radically different from the 
  160. one you are in right now.
  161.  
  162. We as a species have found no way to live for any 
  163. significant length of time except as part of a biosphere. 
  164. Significance for a species is measured in generations not 
  165. months or years. This is rather inconvenient because of the 
  166. relative weight and size of a biosphere as we know them. 
  167. Biospheres are impossible to launch and require 
  168. maintenance of systems that on the surface seem to bear 
  169. no direct benefit to the humans doing the maintenance, but 
  170. they could potentially be reliable once we get the bugs (not 
  171. insects) worked out, and it's the only system that we know 
  172. definitely works.
  173.  
  174. Of course nobody would launch a biosphere off the earth, 
  175. but I think it is a model of what we might ultimately build in 
  176. space or on a planet from local materials. Just bring the 
  177. genetics. We must not forget the aesthetics and stability of 
  178. a long term settlement. This may be beyond our active 
  179. lifetimes but I think we must lay the proper foundations 
  180. from the very beginning. The life support systems we land 
  181. with, are the backup systems we live and grow old with.
  182.  
  183. *****
  184.  
  185. I will endeavor to periodically post updates with more 
  186. specific and current information than was in this post, 
  187. during the next nine months of this closure, as we approach 
  188. the end of the first full test of Biosphere 2.
  189.  
  190. Taber MacCallum
  191. Analytical Systems Manager, Biosphere 2 Crew, 
  192. 1991-1993 mission
  193. tmaccallum@Igc.org
  194.