Log in om toegang te krijgen tot Harper's MagazineMoet u een login aanmaken?Wilt u uw e-mailadres of wachtwoord wijzigen?uw wachtwoord vergeten?Buitengesloten van uw account?Krijg hier hulp.Abonnees kunnen hier extra hulp vinden.Geen abonnee?Schrijf u vandaag nog in!De testmodule Biosphere 2, 1988 © Roger Ressmeyer/Corbis/Getty ImagesNa de knal, veel later, nadat onze zon vorm kreeg en de aarde begon op te komen uit een gesmolten vuurzee die zoemde en spuwde en gassen voortbracht die de hele planeet zouden omhullen;nadat bacteriën in zijn wateren genoeg zuurstof hadden uitgeademd om het leven in de zee aan te moedigen, waarvan een oneindig klein deel miljarden jaren van evolutie zou doorstaan ​​om zaden te planten en steden te bouwen en de wateren waaruit het kwam te vergiftigen en groene regenwouden in giftig stof te veranderen;en nadat dat leven begon te dromen van het wagen naar de sterren, stond een man in een kas in de buurt van Tucson, Arizona, en dacht na over hoe hij alles opnieuw kon creëren.De man, een amateurwetenschapper genaamd Kai Staats, ging naar buiten en waste zichzelf af in de hitte van 105 graden.Wolken stapelden zich op naar het oosten, maar Staats had zijn deadline en kon zijn experiment niet laten verstoren door het vooruitzicht van slecht weer.Staats was een ruimteman.Hoewel hij niet voor een ruimteagentschap werkte of een graad in astrofysica had, had hij zich aangesloten bij een aantal ondernemingen die ernaar streefden de mensheid verder de kosmos in te brengen.Hij had zich vrijwillig aangemeld voor een ballonvaart-experiment op grote hoogte onder leiding van een professor in de archeologie die doe-het-zelf ruimtepakken maakte.Hij had gewerkt aan een prototype ruimtebasis in Utah en probeerde advies te geven over een gedoemde poging om een ​​kolonie op Mars te bouwen.In Arizona begon hij aan zijn meest raadselachtige project tot nu toe: de bouw van een afgesloten menselijke habitat, een waarin mensen zouden kunnen leven in een miniatuuromgeving die niet verbonden is met de atmosfeer van de aarde.Door deze technologie te perfectioneren, die bekend staat als een gesloten lus, kunnen mensen maandenlang ver van de planeet overleven, waardoor ruimtereizen over lange afstanden mogelijk worden en uiteindelijk de kolonisatie van andere hemellichamen.Staats noemde zijn project Space Analog for the Moon and Mars.Hij noemde het in het kort SAM.SAM werd niet helemaal opnieuw opgebouwd.In plaats daarvan renoveerde Staats een oude testmodule die was gebruikt voor een soortgelijk project dat zo'n drie decennia eerder was afgebroken.Langs een onverharde weg was de plaats van dat experiment: een glazen gebouw met aaneengeschakelde bogen en een trappiramide.Biosphere 2, zoals het werd genoemd (Biosphere 1 was Earth), zag eruit als een buitenaardse kathedraal.Het bestond uit zeven biomen - waaronder een regenwoud, een moeras, een woestijn, een boerderij en een oceaan met een koraalrif - die zich uitstrekten over meer dan drie hectare ingesloten onder witte koepels.Begin jaren negentig hadden acht mensen twee jaar binnen gewoond, afgesloten van de wereld op zonlicht en elektriciteit na.Zij waren de eerste van vijftig geplande bemanningen;de missie was bedoeld om honderd jaar te duren.In plaats daarvan werd het door een groot deel van het wetenschappelijke establishment afgedaan als een mislukking nadat negentien van de vijfentwintig gewervelde soorten waren uitgestorven en het kooldioxidegehalte zo hoog schoten dat de helft van de bemanning slaapapneu kreeg.De financier zette een gewapende overname aan, en nu doet de site dienst als onderzoekscentrum en toeristische attractie.Terwijl de wolken aan de horizon donkerder werden, krabbelde Staats op om SAM's laatste paar naden te dichten.Over minder dan vierentwintig uur zou hij SAM's zware onderzeeërdeur sluiten met een paar vrijwilligers erin.De proef was de eerste stap in het plan van Staats om een ​​kleine, exporteerbare wereld te bouwen.Het zou maar een paar uur duren, maar het was niet zonder risico.De koolstofwasser, een lange zilveren doos gevuld met minerale zeolieten die koolstofdioxide adsorberen, zou kunnen falen, waardoor de gasniveaus tot duizelingwekkende hoogten stijgen en de cognitieve verwerking van degenen die binnenin opgesloten zitten in gevaar komen.Of, als de druk te hoog wordt, kan het gebouw exploderen.Druipend nat pakte Staats wat gereedschap en klom bovenop SAM's drukregelaar."Hé, Trente?"hij belde.Trent Tresch, een expeditieleider in de buitenlucht, nam tijdens de pandemie vrij om te helpen bij het opknappen van de testmodule."Er komt hier een grote storm aan."'Daar hadden we het net over', antwoordde Tresch.'Ik vraag me af of we misschien moeten proberen ons schema te doorbreken om dat te verzegelen,' zei Staats, terwijl hij met zijn vinger over een joint ging."Misschien moet ik die nu proberen te schuimen.""Oke.We zouden ze ook kunnen aflakken met siliconen.”Een goopy witte siliconenkit genaamd Dow Corning 795 had in de jaren tachtig elke scheur in het witte tetraëdrische frame van Biosphere 2 opgevuld, dus had Staats er online besteld voor $ 14 per tube.'Nou,' zei Staats."Dat is misschien geen slecht idee."Een wekelijkse e-mail gericht op de meedogenloze absurditeit van de 24-uurs nieuwscyclus.Het menselijk lichaam is bijzonder over wat het nodig heeft om in leven te blijven.Om ver boven of onder de aardkorst te overleven, is een kunstmatig levensondersteunend systeem nodig om veranderingen in druk en temperatuur te beheersen.Het lichaam moet vrijwel constant toegang hebben tot zuurstof en periodieke toegang tot voedsel en water, wat betekent dat het ook de gevolgen van die consumptie moet beheersen: uitwerpselen, urine en koolstofdioxide.Bij korte ruimtevluchten is dit niet zo'n probleem - de eerste astronauten die in een baan om de aarde kwamen, droegen luiers.Maar de planeet voor meer dan een paar maanden verlaten, laat staan ​​proberen een nieuwe planeet te koloniseren, hangt af van het scheppen van leefbare omstandigheden op een voortdurend regenererende manier - van het min of meer herscheppen van de functies van de ecosystemen van de aarde.De meeste wetenschappelijke vooruitgang tot nu toe heeft betrekking op het hergebruik van abiotische factoren: lucht en water.Op het internationale ruimtestation bijvoorbeeld worden chemische moleculen gerangschikt en herschikt in een nooit eindigende atomaire dans.Astronauten ademen lucht die vergelijkbaar is met die van de aarde en die voornamelijk bestaat uit stikstof en zuurstof.De stikstof wordt in tanks naar het station vervoerd, maar veel van de zuurstof wordt aan boord geproduceerd door middel van elektrolyse - door een elektrische stroom door water te laten lopen om zuurstofatomen van waterstofatomen te scheiden.De overgebleven waterstof wordt vervolgens overgebracht naar een cilinder die een Sabatier-reactor wordt genoemd, samen met koolstofdioxide en een nikkelkatalysator.De reactor produceert methaan, dat overboord wordt weggegooid, en water, dat wordt gerecycled om te drinken of opnieuw wordt gebruikt om nog meer zuurstof te creëren.Koolstofuitademing die niet in de Sabatier-reactor wordt gevoerd, wordt opgevangen door zeolieten, vulkanische aluminiumkristallen die bij verhitting koolstofdioxide afgeven in het vacuüm van de ruimte.Wat wetenschappers niet hebben kunnen achterhalen, is hoe de biotische variabelen van ecosystemen, zoals voedsel en afval, duurzaam kunnen worden gegenereerd en afgevoerd.Zonder een manier om planten te verbouwen, vertrouwt het internationale ruimtestation bijvoorbeeld op voedselzendingen die om de paar maanden worden afgeleverd tegen een kostprijs van $ 2.720 per kilogram.(De kosten waren ongeveer $ 18.500 per kilogram totdat de herbruikbare raketten van SpaceX de kosten verlaagden.) Het gewicht van het voedsel dat nodig is voor een lange reis zonder de mogelijkheid van bevoorrading - naar bijvoorbeeld Mars - is onbetaalbaar.Wat uitwerpselen betreft, het wordt momenteel in plastic zakken gezogen en samen met ander afval overboord gegooid op een vrachtschip dat verbrandt bij het opnieuw binnenkomen in de atmosfeer van de aarde.Zijn vurige streep wordt vaak aangezien voor een vallende ster.In theorie zouden astronauten hun eigen voedsel kunnen verbouwen en hun eigen afval in de bodem kunnen terugbrengen.Het integreren van planten en andere organismen in een levensondersteunend systeem, op de juiste schaal, zou ook gebruik kunnen maken van hun andere bijdragen aan de biogeochemische cyclus, ter vervanging van de technologie die abiotische regeneratie simuleert met levende ecosystemen.Planten en dieren, ook mensen, wisselen immers voortdurend koolstof uit via fotosynthese en ademhaling.De uitstroom van de een is de brandstof van de ander.Op dezelfde manier verdampt water, condenseert en keert terug naar de grond, waar het wordt gezuiverd.Met andere woorden, de natuur is een levensondersteunend systeem dat niets verspilt, dat geen bevoorrading vereist en waar mensen al toe behoren, en daarom hebben wetenschappers lang geprobeerd het opnieuw te creëren voor langdurige ruimtemissies.Maar het gebruik van biologische systemen voor verkenning van de ruimte brengt altijd het risico met zich mee de controle te verliezen.Als je te maken hebt met planten, aarde of microben, gebeuren er dingen buiten het menselijke bevel, zelfs in een sterk gecontroleerde omgeving.Een bladluis kan de tomaten aantasten, of bacteriën kunnen de wortelen besmetten.In grote, complexe ecologische systemen zal één kleine onbalans het geheel niet destabiliseren, maar in eenvoudiger systemen kan elke kleine mismatch in machtsdynamiek ervoor zorgen dat één organisme voet aan de grond krijgt en het overneemt.Levende systemen gedijen in hun complexiteit, terwijl kunstmatige levensondersteunende systemen beheersbaar, betrouwbaar en gehoorzaam moeten zijn.Voordat Staats met SAM begon, probeerde hij rekening te houden met de biotische complexiteit door een computermodel te maken van een regeneratief levensondersteunend systeem.Zo hoorde ik voor het eerst over hem.Ik keek in de geschiedenis van Biosphere 2 en ontdekte dat hij op de oorspronkelijke site gegevens voor zijn model had verzameld.Begin 2020 belde ik Staats om te vragen naar zijn onderzoek, en hij zei dat hij zou proberen een verkleinde versie van het experiment opnieuw op te starten, maar met het expliciete doel om een ​​Martiaanse kolonie te modelleren.Hij stuurde me een projectoverzicht met plannen om de hele testmodule te verplaatsen naar het gazon voor de oorspronkelijke ingang van Biosphere 2.Het was een ambitieus idee.De module zou worden uitgebreid met zeecontainers en de hele structuur zou onder druk worden gezet en hermetisch worden afgesloten.Een paar maanden later nodigde hij me uit om me bij de bemanning te voegen die zichzelf zou opsluiten in de gerehabiliteerde testmodule voor de eerste testrun.Ik had nog nooit de aantrekkingskracht van Mars gevoeld, maar ik was benieuwd wat onze pogingen om naar de ruimte te gaan ons konden vertellen over het leven op deze planeet.Ik zei ja.Biosphere 2 bevindt zich op een uitgestrekte campus aan de rand van een stad genaamd Oracle.Toen ik afgelopen juni bij de cadeauwinkel aankwam, stond Staats in de schaduw te wachten, met een zonnebril op zijn baseballpet en een T-shirt in zijn utility-broek.Als zoon van een lutherse predikant die de voorkeur gaf aan opknappers, kon Staats op tienjarige leeftijd een tafelzaag hanteren.Hij studeerde industrieel ontwerp aan de Arizona State University en bouwde vervolgens een softwarebedrijf op, Terra Soft Solutions, dat een open-source besturingssysteem ontwikkelde met de naam Yellow Dog Linux.In 2008 verkocht hij het bedrijf en maakte een reeks documentaires over de Palestijnse gebieden, het South African Astronomical Observatory en LIGO, het observatorium voor zwaartekrachtgolven.Daarnaast hielp hij bij het ontwerpen van een speeltuin in Polen en bij de bouw van het eerste astronomische observatorium in Oost-Afrika.Staats kan zich niet herinneren wanneer hij voor het laatst een vast salaris had.Toen de pandemie begon, ging een ander documentaireproject niet door en hij maakte de eindjes aan elkaar door koeienhekken te repareren.Al die tijd koesterde Staats een groeiende interesse in ruimtevaart.In 2012 ontving hij een uitnodiging om lid te worden van een bemanning van het Mars Desert Research Station - een van de twee analoge ruimtemissies die sinds het begin van Aughts zijn uitgevoerd door de Mars Society, een non-profitorganisatie.Hij bracht twee weken door met een groep wetenschappers en ingenieurs in de buurt van Hanksville, Utah, in een modellander annex habitat.Hij werkte ook samen met de oprichter van Mars One, een Nederlands bedrijf dat een permanente kolonie op de rode planeet wil bouwen.In 2019, na het verzamelen van miljoenen dollars aan fondsenwerving, verklaarde Mars One het faillissement en werd het bespot als oplichterij.Maar de ondergang schrikte Staats niet zozeer af, maar bevestigde zijn vermoeden dat het oude model van ruimteverkenning, gedomineerd door staatsagentschappen, niet zo onaantastbaar was als het ooit was.Met voldoende visie, geduld en geld, dacht hij, zou bijna iedereen op de een of andere manier kunnen bijdragen aan het helpen van de soort om buiten de planeet te overleven.Bas Lansdorp, de oprichter van Mars One, was misschien een oplichter, maar dat betekende niet dat Elon Musk, Jeff Bezos en Richard Branson allemaal voor de faillissementsrechtbank zouden belanden.De fragmentatie van het veld was een kans, een kans voor kastingenieurs zoals Staats, met toegang tot YouTube en NASA's gepubliceerde artikelen, om achtertuinraketten te bouwen en hun eigen ruimtepakken te ontwikkelen.Volgens Staats raakt het menselijke expansionistische project bijna op."Er is echt een beperkt aantal middelen", vertelde hij me, verwijzend naar de fossiele brandstoffen die momenteel nodig zijn om raketten aan te drijven."Als we de hulpbronnen die nu nog over zijn niet gebruiken om interplanetair te worden, zullen we het raam kwijt zijn en nooit van de planeet afkomen."("Het alternatief daarvoor is natuurlijk de ruimtelift", voegde hij eraan toe, verwijzend naar een futuristisch technisch voorstel waarbij een kabel van de aarde naar een satelliet op minstens 32.000 mijl afstand moet worden bevestigd.) Dit is een zorg die hij diepgeworteld voelt;de gedachte om vast te zitten op aarde maakt zijn borst strak.Hoewel hij zichzelf niet als een pessimist beschouwt, is Staats er steeds meer van overtuigd dat de menselijke beschaving op weg is naar zelfvernietiging.Kolonisatie in de ruimte, zoals hij het ziet, is onze enige optie.Staats leidde me door de woestijnstruik, langs enkele verlaten gebouwen naar de testmodule.Hij liet me een lege zeecontainer zien die uiteindelijk woonruimte zou worden, evenals een kas vol gaten, waarin hij van plan was een replica van een krater op Mars te bouwen.'We hebben een lavabuis in die hoek,' zei hij."Dus we kunnen naar de top gaan en daadwerkelijk met ruimtepakken in de lavabuis abseilen."Een bedrijf dat synthetische rotsen voor dierentuinen maakte, zou het landschap bouwen en er waren plannen om een ​​filmstuntharnas te installeren om lage zwaartekracht na te bootsen.De module zelf was een kleine trapeziumvormige structuur gemaakt van staal en glas.Daarachter bevond zich de long, een gigantische witte schijf die was ontworpen om de druk te kalibreren met een grote metalen pan die zou stijgen of dalen als temperatuurveranderingen ervoor zorgden dat de lucht binnenin uitzette of krimpt.De buitenmuur was gemarkeerd met n1987b.Toen ik Staats vroeg wat het betekende, vertelde hij me dat hij de module als experimenteel vliegtuig had geregistreerd bij de FAA.Het stencil was het staartnummer.Binnenin rees een metalen frame gemaakt van in elkaar grijpende tetraëders ongeveer zes meter omhoog.In een poging om de omstandigheden op Mars, die vijftig miljoen mijl verder van de zon verwijderd is dan de aarde, opnieuw te creëren, had Staats de ramen getint en over het dak geschilderd.De vloer liep langzaam af naar een bassin in het midden en aan de achterkant leidde een ondergrondse tunnel naar de long.Er was een elektrisch paneel bij de deur, een airconditioning bij de spanten en een kraan.Verder was hij leeg, afgezien van een plank waar later de koolstofwasser zou komen."Op een dag liepen we langs dit vervallen gebouw, net begroeid met cactussen en ratelslangen, en toen ik in de long keek, moest ik bijna kotsen, het was zo smerig", zei Staats, zich de eerste keer herinnerend dat hij de testmodule zag."Ik zei, wat is dit voor een geweldig gebouw?Ik zag het potentieel.Het lijkt wel een ruimteschip."Op de dag van onze omheining arriveerde een stoet vrachtwagens en bestelwagens met studenten van het Controlled Environment Agriculture Center van de Universiteit van Arizona.Ze gingen rekken met sla en spinazie installeren om de geest van de originele Biosphere 2-experimenten op te roepen.De studenten laadden een paar metalen planken uit en begonnen met het opzetten van tl-verlichting.De wortels van de planten, verstrengeld in sponsachtige minerale wol gedrenkt in kunstmest, werden in bakken en lange PVC-buizen geladen, opgetuigd met pompen die continu water zouden laten circuleren.Staats stuurde John Adams, de adjunct-directeur van Biosphere 2 via de radio: de studenten hadden lijm nodig.Halverwege de middag, een paar uur later dan gepland, toeven honderden sla- en spinazieplantjes lukraak uit de leidingen.Na de lunch verscheen Tresch met de koolstofwasser en begon deze te vullen met zeolieten.Hij was klaar met het monteren van de machine op de keukentafel in het appartement dat hij deelde met Staats.Adams en Katie Morgan, een van Staats' collega's, kwamen ook aan;zij zouden de andere twee vrijwilligers zijn bij ons binnen SAM.Morgan had een fles champagne meegebracht om te vieren of de module zijn zegel had kunnen behouden.Ze herinnerde iedereen eraan dat ze, wat er ook gebeurde, binnen een paar dagen op een vlucht naar Jacksonville, Florida moest zitten omdat haar familie op 4 juli meedeed aan een wedstrijd om golfkarretjes te versieren.Ze zouden zich allemaal verkleden als alligators.'Als je doodgaat, vlieg ik eruit', bood Morgans vriendin Britney, een andere medewerker van Biosphere 2, aan."Laten we de procedures doornemen en een aantal doelen stellen", zei Staats.Hij dacht niet dat we meer dan vier uur ingesloten zouden moeten zijn voordat we het soort impact zouden zien dat hij verwachtte: een toename van koolstofdioxide en een afname van zuurstof terwijl we uitputten wat erin was verzegeld.'John, je hebt je zorgen geuit over het zuurstoftekort.Welk punt vind je te laag?”"Ik denk niet dat we onder de 15, 14,5 procent willen komen," zei Adams.Zuurstof is slechts ongeveer een vijfde van de lucht die we inademen;de rest is meestal stikstof, met een kleine hoeveelheid argon en vage sporen van koolstofdioxide, helium en neon.Maar zodra de atmosferische zuurstof onder de 19,5 procent zakt, beginnen menselijke cellen niet meer te functioneren.Onder de 14 procent beginnen de hersenen te haperen."Dus onze grens, onze minimumdrempel, is 14,5", zei Staats.“Het is duidelijk dat als iemand kortademig is, hoofdpijn heeft, de hartslag stijgt...', zei Adams."Wat als ik me geweldig voel?"vroeg Staats.'Het gaat niet alleen om jou, Kai,' zei Adams.Iedereen lachte.Ze kwamen overeen om de koolstofwasser aan te zetten zodra het koolstofdioxidegehalte de 3.000 delen per miljoen bereikte (zeven keer het normale atmosferische niveau), hoewel het onduidelijk was hoeveel zuurstof er op dat moment nog over zou zijn.Even later kondigde Staats aan dat het tijd was om te beginnen."Leuke kleine dingen terzijde, het is tijd voor wetenschap," zei hij.Een voor een stapten we de module binnen en lieten een kleine menigte toeschouwers buiten achter.Hij controleerde of iedereen water had."Als je naar het toilet moet, ga dan nu!"hij zei.Tresch had een zak Doritos en er was enige onenigheid over de vraag of ze binnen mochten worden gegeten, omdat Staats de geur niet kon verdragen.Ten slotte duwde Staats het zware witte luik dicht en trok het zegel aan met een lange metalen hendel.Het was benauwd en de lucht was stil.We gingen rond een plastic tafel zitten en wachtten.De eerste levensondersteunende systemen werden eind jaren vijftig door NASA gemaakt voor Project Mercury, een reeks suborbitale en lage baanvluchten die elk tot vijfendertig uur duurden.De capsules van Mercurius bereikten een hoogte van bijna 200 mijl, zo'n zeventien keer hoger dan het punt van 60.000 voet waar de druk minder wordt dan een pond per vierkante inch en water kookt op 98 graden Fahrenheit, de temperatuur van het menselijk lichaam.Zonder onder druk te zetten, beginnen lichaamsvloeistoffen te borrelen en te verdampen.Om de Mercury-astronauten in leven te houden, waren hun capsules uitgerust met acht pond zuivere zuurstof en een systeem dat het doseerde om een ​​druk van ongeveer 5 psi te handhaven (atmosferische druk op zeeniveau is ongeveer 15 psi).De koolstofdioxide die ze uitademden - meer dan twee pond per astronaut per dag - werd door bussen geleid, waar het reageerde met lithiumhydroxidepellets om lithiumcarbonaat te worden;de bussen werden later weggegooid.Als ze honger of dorst kregen, konden de astronauten tubes gepureerd rundvlees eten of Tang drinken.Zelfs in die vroege dagen van ruimtevluchten begrepen wetenschappers dat langdurige missies de creatie van zelfvoorzienende bioregeneratieve systemen zouden vereisen.In de jaren zestig ontwikkelde de USSR een testkamer van 1.300 vierkante meter die via een luchtkanaal was verbonden met een moeras van groene algen, die koolstofdioxide verbruikten en zuurstof verdreven.Onderzoekers die in de kamer woonden, konden de algen eten, maar ze vonden het zo weerzinwekkend dat Sovjetwetenschappers andere, smakelijkere planten moesten introduceren, zoals tarwe en komkommers.Het programma groeide uit tot een faciliteit genaamd Bios-3, een ondergrondse structuur waar kosmonauten maandenlang leefden zonder de zuurstof en calorieën die werden geleverd door gewassen die onder lampen werden verbouwd;zwart-witfoto's van de faciliteit tonen strak geplante stengels tarwe, gebogen als winderig strandgras.Toen wetenschappers in 1996 probeerden tarwe te verbouwen op het Russische ruimtestation Mir, braken de lampen en mislukte de oogst.De tweede oogst leek aanvankelijk te gedijen, maar toen onderzoekers de exemplaren onderzochten nadat ze op aarde waren teruggekeerd, bleken de planten steriel.Pogingen van de European Space Agency (ESA) om een ​​biologisch levensondersteunend systeem te bouwen, draaiden op dezelfde manier om algen, namelijk Arthrospira, een cyanobacterie die eruitziet als fusilli bucati-pasta.Arthrospira is een efficiënte verbruiker van koolstof: één hectare ervan kan meer dan zes ton koolstof vastleggen, terwijl een hectare bomen er op zijn best vier kan vastleggen.De algen zijn volgens onderzoekers ook "zeer verteerbaar", maar gezien de afkeer van astronauten ervoor, heeft de ESA-lus een voedselcompartiment waar gewassen zoals bieten en sla worden verbouwd.Uitwerpselen in het systeem worden anaëroob vloeibaar gemaakt door bacteriën op hoge temperatuur en geleidelijk afgebroken tot ammonium, vluchtige vetzuren en uiteindelijk nitraat, dat wordt gebruikt om de planten te bemesten.Deze benadering, die sterk gecompartimenteerd is met elke chemische transformatie in een speciale, aparte kamer, stelt wetenschappers in staat om de levensvormen te isoleren waarvan de functies nuttig voor hen zijn.Maar na drie decennia hebben onderzoekers nog geen mens binnenin ingesloten.NASA heeft zich ook beziggehouden met ruimtelandbouw.Eind jaren negentig voerde het experimenten uit in het Johnson Space Center in Houston, het Early Human Testing Initiative genaamd, waarbij vrijwilligers tot drie maanden lang in afgesloten kamers werden opgesloten.In één experiment werd de zuurstof voor een enkel bemanningslid geleverd door 22.000 tarweplanten.Een ambitieuzer project om vier mensen in te sluiten, genaamd BIO-plex, was gepland voor de vroege Aughts, maar werd uiteindelijk opgeschort vanwege budgettaire problemen.Toch zijn NASA-onderzoekers blijven werken aan ruimtelandbouw, zij het op een meer bescheiden schaal.Een paar jaar geleden slaagden astronauten erin sla te telen aan boord van het International Space Station in een miniatuurtuin genaamd Veggie.Onlangs heeft de China National Space Administration samengewerkt met de Beihang University om Yuegong-1 of Lunar Palace 1 te bouwen, een afgesloten structuur met kleine appartementen en twee kweekkamers voor planten.Vanaf 2018 woonden acht studentvrijwilligers in de capsule, die meer dan een jaar in groepjes van vier ronddraaiden.Hun dieet bestond uit gewassen die ze verbouwden, waaronder aardbeien, samen met pakjes meelwormen gevoed met biologisch afval.Net als de lus van de ESA werd koolstofdioxide door planten gefietst, die waren verrijkt met stikstof uit verwerkte urine.Maar zelfs Lunar Palace 1 schoot tekort om een ​​echt gesloten systeem te zijn.Terwijl het erin slaagde 100 procent van zijn water en zuurstof te recyclen, slaagde het erin om dit te doen voor slechts 80 procent van zijn voedselvoorziening.Omdat ruimtevaartorganisaties de afgelopen decennia gestaag biologische levensondersteunende systemen hebben onderzocht, kregen ze gezelschap van een toenemend aantal enthousiastelingen die buiten de reikwijdte van overheidsonderzoek opereren.Het grootste van deze projecten, en het enige dat tot doel had een volledig gesloten systeem op te zetten, was Biophere 2. Achter het project zat een in een commune levende theatergroep die ervan werd beschuldigd een sekte te zijn en gefinancierd door de telg van een oliemagnaat.Hun leider, een charismatische beatnik genaamd John Allen, had een MBA van Harvard en hield contact met Abbie Hoffman.Ze werden geïnspireerd door het werk van de Amerikaanse architect Buckminster Fuller, wiens theorie van synergetica hen ertoe bracht af te wijken van traditionele wetenschappelijke methoden die erop gericht waren afzonderlijke variabelen te isoleren en te begrijpen.In plaats daarvan wilden ze meerdere processen tegelijk initiëren om te zien wat er zou kunnen ontstaan.De zaken begonnen vrijwel onmiddellijk uit de hand te lopen.Toen het systeem eenmaal was afgesloten, begonnen de zuurstofniveaus binnenin af te nemen en begonnen de koolstofdioxideniveaus te stijgen.De vrijwilligers probeerden het probleem aan te pakken door oneetbare grassen te kappen en te voorkomen dat ze vergaan, en door elke mogelijke hoek van het leefgebied te vullen met nieuw plantenleven, maar het mocht niet baten.Toen de toevoer van ademende lucht slonk, besloten ze om vloeibare zuurstof rechtstreeks in hun atmosfeer te injecteren.Kort nadat de eerste missie was afgelopen, ontdekten wetenschappers van Columbia University wat er was gebeurd.Onder de 30.000 ton vuil die in de omheining werd gebracht, bevond zich rijke grond die bedoeld was voor het bioom van het regenwoud.Deze bodems wemelden van de microben die vergelijkbare stofwisselingsprocessen hadden als mensen.Gezien al dat extra dierenleven hadden de kooldioxidegehaltes zelfs nog meer moeten stijgen dan ze deden, maar calciumhydroxide in de enorme betonnen fundering reageerde op en nam kooldioxide op via een proces dat carbonatatie wordt genoemd.In zo'n uitgebreid systeem is het bijna onmogelijk om alles te verantwoorden.Improviserend, hectisch en gevoed door romantische ambities van een buitenaards leven, belichaamt Staats' project in veel opzichten het ethos van Biosphere 2. Tijdens zijn renovaties van de testmodule heeft Staats gesproken met leden van de oorspronkelijke bemanning, waaronder Taber MacCallum en Jane Poynter, oprichters van een bedrijf genaamd Space Perspective dat toeristen wil meenemen op ballonvaarten op grote hoogte naar de stratosfeer.Het echtpaar, dat er al lang van droomde om naar Mars te reizen, zal ook de eerste zijn die een langdurige behuizing van SAM test zodra deze volledig operationeel is.Staats grapte dat hij chocolaatjes op hun kussens zou laten wachten.Nadat we de deur hadden dichtgemaakt, gingen we allemaal rond een klaptafel zitten.Staats en Adams begonnen te praten over Linda Leigh, die drie weken in haar eentje in de testmodule doorbracht als onderdeel van het oorspronkelijke Biosphere 2-team."Ik vlieg liever naar Mars en ben zeven maanden alleen in een ruimtevaartuig dan bij iemand anders te zijn", zei Staats.Het trof me als onthullend dat iemand die zo geïnteresseerd is in ruimteverkenning, ook zo bezig zou moeten zijn met alleen zijn.Het materiaal waaruit een gesloten ecosysteem is opgebouwd - de planten die met ons ademen, de bodem waarin we vergaan, de bacteriën, schimmels en virussen die in en om ons heen leven - onderstreept de onderlinge afhankelijkheid die het leven in stand houdt.Deze relaties zijn zo ingewikkeld dat ze misschien nooit perfect worden weergegeven in simulatie, zelfs niet in vereenvoudigde vorm.Ik dacht aan een gesprek dat ik maanden eerder had met Francesc Godia Casablancas, een chemisch ingenieur die de proeffabriek van ESA in Barcelona runt, een van de meest complexe biologische levensondersteunende systemen die ooit zijn ontwikkeld.Hij vertelde me dat zijn systemen in de loop van de tijd altijd aan efficiëntie zouden inboeten;de vereenvoudigde biologische cyclus die door wetenschappers in een reeks reactoren is gebouwd, zou nooit "een perfecte wereld" zijn.Leven op een planeet die nog steeds geheimen herbergt, leek me het tegenovergestelde van alleen zijn.Er is een vreemd soort kameraadschap in de spanning van het niet weten, in het feit dat de systemen die het leven op aarde ondersteunen buiten onze controle opereren.Een onderzoeker die veranderingen in de luchtstroom analyseert op het Bios-3-station © Sputnik/A.BelonogovDe volgende paar uur probeerden we een simulatiebordspel voor raketlancering te spelen, genaamd Xtronaut, waarvan de instructies en het spelspel onleesbaar leken.Na zo'n veertig minuten stelde Tresch voor om voor de PR een Instagram Live-video te maken, maar Staats had de app niet op zijn telefoon.Hij sms'te zijn vriendin, Colleen, die helpt bij het beheren van de sociale media van het project, om te zien of ze iets kon uploaden.We hebben het kooldioxidegehalte gecontroleerd.Ze waren op 953 ppm, slechts een paar honderd hoger dan toen we begonnen.Het duurde langer om te verhogen dan Staats had verwacht, en hij vroeg zich hardop af hoe hij dingen kon versnellen.Tresch stelde voor om de scrubber aan te zetten op 1.000 in plaats van 3.000 ppm.Morgan zei dat ze honger had."We zouden niet erg goed zijn op een lange termijn ruimtemissie," zei Tresch.Buiten begon het middagzonlicht zachter te worden.Een bevriende documentairemaker van Staats, die verantwoordelijk was voor het bewaken van de long, meldde dat deze een halve meter was gezonken sinds we met het experiment waren begonnen;de temperatuur binnen was met tien graden gedaald - tot 91 - maar buiten was het slechts met vier gedaald.Rond de twee uur hebben we de zuurstofconcentraties in ons lichaam gemeten.We waren in orde.Na meer dan drie uur waren de kooldioxidegehalten iets hoger dan 1.500 ppm.Tresch zette de ventilatoren aan die lucht door de zeolieten van de scrubber zouden trekken met een snelheid van 7.500 kubieke voet per minuut.In de metalen omhulling van de koolstofwasser stootten de ventilatoren een laag zoemend geluid uit.Minuten gingen voorbij en de sensoren lieten zien dat het kooldioxidegehalte bleef stijgen.Staats begon na te denken over vragen die ze van tevoren niet hadden beantwoord.Bij welke dichtheid functioneren zeolieten het beste?Zijn cilinders de beste vorm voor de klus?Bewoog de kooldioxide te snel door de cilinders?Ze sleutelden aan de ventilatoren en voerden de snelheid op om te zien of het de kooldioxide-opname zou versnellen."Wat is de CO2 op dit moment?"vroeg Adams."Het gaat niet naar beneden", zei Staats.'Het gaat niet omlaag,' zei Morgan.We wachtten nog een uur, nerveus en moe.Het bordspel was al lang verlaten.We zijn begonnen met het samenstellen van een robot die is ontworpen om gewassen te verbouwen, maar hebben deze slechts gedeeltelijk gemonteerd;er waren toch geen bedden die verzorgd moesten worden.Niemand wist waarom het kooldioxidegehalte zo langzaam was gestegen, of waarom de zuurstof constant rond de 17 procent bleef, of waarom de scrubber niet werkte.We vergeten hoeveel we niet weten, vertelde Staats me later;het is niet erg om eraan herinnerd te worden.Buiten hadden enkele afgestudeerde studenten zich in de lichtboog rond de testmodule verzameld om ons door het glas te bekijken.Ik dacht weer aan de acht oorspronkelijke vrijwilligers, die twee jaar vastzaten in een eigen wereld.Ze onderschreven de Gaia-hypothese, die stelt dat de planeet een enkel, zelfregulerend organisme is;dat de omstandigheden op aarde niet alleen uniek zoet zijn voor het menselijk leven, maar er onlosmakelijk mee verbonden zijn.Ze beschreven een gevoel van harmonie met de atomen die door hen heen stroomden en de omringende planten.Toen we eenmaal in de testmodule waren, leek dat soort harmonie echter een verre droom.In plaats daarvan deed onze chemie dingen die we niet hadden verwacht toen we speelden bij het lanceren van raketten.Ik vroeg me af of Staats gelijk had, of wij als soort gedwongen zouden zijn om een ​​nieuw terrein te zoeken, een vreemde plek waar onze eetlust zou kunnen groeien, uitbreiden en uitbreiden, zoals het universum zelf.Het was na acht uur;we hadden vier uur binnen opgesloten gezeten.Al snel zouden we de nieuwe wereld verlaten, onze chemische effusies achter ons latend, en we zouden teruggaan naar de oude, waar sterren de donkere atmosfeer spetterden en de studenten wachtten met limonade.is een Knight Science Journalism fellow bij MIT.Een wekelijkse e-mail gericht op de meedogenloze absurditeit van de 24-uurs nieuwscyclus.