伴随着人类科技的进步，地球资源终究有被消耗殆尽的一天，走出地球寻找适宜生存的星球是未来绕不开的大事件。
以人类目前所掌握的航空技术，长距离的星际航行短期内几乎不可能实现，想要走出太阳系，要么掌握可控核聚变动力航天飞行器（0.1倍光速），要么需要依赖冬眠技术帮助航天人员度过数万年的漫漫旅途（离我们最近的恒星系半人马α距地球4.4光年，用目前最快的航行器需要12万年）。
电影《星际穿越》通过虫洞时的画面
这两项技术对目前的人类来说无异于天方夜谭，那么转换思路，将目光转回太阳系，比起前途莫测的长途星际航行，不如改造同样拥有大气层、相对适宜人类居住的火星（火星与地球距离以目前的速度需一年可至）。
电影《火星救援》画面
15年上映的《火星救援》曾在全球范围内掀起探讨人类火星殖民可能性的热潮，想要完成这一目标，仍有若干技术难题需要攻克，其中一个核心难题在于——如何在火星建立适宜人类长期生存的生物圈为了解决这一难题，美国曾尝试过名为“生物圈二号”的实验。
生物圈二号实验
地球上所有的生物与其环境的总和就叫生物圈。
简单说，人类自行建立的“生物圈二号”，需要在不依赖“生物圈一号”任何其他资源的情况下，提供适宜人类长时间生存的环境。
如果成功了意味着什么意味着人类可以离开地球生存。意味着人类可以把生物圈二号搬到火星去，在火星安家落户。
生物圈二号实验背景
“生物圈二号”的命名，是相对于地球生物圈(生物圈一号)而获名的。她位于美国亚利桑那州沃洛克镇，这里光照强烈，生境相对荒凉，有些类似于太空的环境。
建成于1991年5月。占地面积1.28公顷，内部填土体积204000立方米，封闭空间204000立方米。工程建造经费约2亿美元，运转费用每年约600万美元。
她运转的原理是模拟目前生态学家发现的地球生态系统中能量流动和物质循环的原理，其简要的过程可以用这样一种特制的密封玻璃球来演示。这种球也称“生态球”，美国的超级市场上有售。里面装着淡水、空气、绿藻植物、一种似虾状节肢动物、蜗牛，及一些浮游类动物和植物，当然还有微生物。这些生命及其所在的环境是与外界完全隔绝的。其中的绿色植物利用空气中的二氧化碳和水分在太阳光下进行光合作用合成有机物质并供给氧气，动物食植物或其碎屑，微生物及浮游动物将死亡的动植物或排泄物分解，生成二氧化碳和矿物质开始新的循环。
这种密封玻璃球式的生态系统，就是地球生态系统工作的原理，也是未来人类在太空建造长期生存空间的必然模式。但上天之前必须在地球上先做实验，即密封住人实验。德克萨斯州年轻的石油亿万富翁巴斯(E. D. Bass)将这一大胆的设想付诸实施，建造了“生物圈二号”。
“生物圈二号”的命名，是相对于地球生物圈(生物圈一号)而获名的。她位于美国亚利桑那州沃洛克镇，这里光照强烈，生境相对荒凉，有些类似于太空的环境。
建成于1991年5月。占地面积1.28公顷，内部填土体积204000立方米，封闭空间204000立方米。工程建造经费约2亿美元，运转费用每年约600万美元。
她运转的原理是模拟目前生态学家发现的地球生态系统中能量流动和物质循环的原理，其简要的过程可以用这样一种特制的密封玻璃球来演示。这种球也称“生态球”，美国的超级市场上有售。里面装着淡水、空气、绿藻植物、一种似虾状节肢动物、蜗牛，及一些浮游类动物和植物，当然还有微生物。这些生命及其所在的环境是与外界完全隔绝的。其中的绿色植物利用空气中的二氧化碳和水分在太阳光下进行光合作用合成有机物质并供给氧气，动物食植物或其碎屑，微生物及浮游动物将死亡的动植物或排泄物分解，生成二氧化碳和矿物质开始新的循环。
这种密封玻璃球式的生态系统，就是地球生态系统工作的原理，也是未来人类在太空建造长期生存空间的必然模式。但上天之前必须在地球上先做实验，即密封住人实验。德克萨斯州年轻的石油亿万富翁巴斯(E. D. Bass)将这一大胆的设想付诸实施，建造了“生物圈二号”。
1991年9月26日，4男4女共8名科研人员首次进驻生物圈2号，1993年6月26日走出 ，停留共计21个月，在各自的研究领域内均积累了丰富的科学数据和实践经验。来自英国、墨西哥、尼泊尔、南斯拉夫和美国等5国的4男3女共7位实验人员在对首批结果进行评估并改进技术后，离开了生物圈ll号。
1994年3月6日，工作10个月后于1995年1月走出。他们在这期间对大气、水和废物循环利用及食物生产进行了广泛而系统的科学研究。生物圈2号是世界上最大的闭式人工生态系统。它使人类首次能够在整体水平上研究生态学，从而开辟了了解目前地球生物圈全球范围生态变化过程的新途径。更为重要的是， 它将作为首例永久性生物再生式生保系统的地面模拟装置而有可能应用于人类未来的地外星球定居和宇宙载人探险。
1991年9月26日，4男4女共8名科研人员首次进驻生物圈2号，1993年6月26日走出 ，停留共计21个月，在各自的研究领域内均积累了丰富的科学数据和实践经验。来自英国、墨西哥、尼泊尔、南斯拉夫和美国等5国的4男3女共7位实验人员在对首批结果进行评估并改进技术后，离开了生物圈ll号。
1994年3月6日，工作10个月后于1995年1月走出。他们在这期间对大气、水和废物循环利用及食物生产进行了广泛而系统的科学研究。生物圈2号是世界上最大的闭式人工生态系统。它使人类首次能够在整体水平上研究生态学，从而开辟了了解目前地球生物圈全球范围生态变化过程的新途径。更为重要的是， 它将作为首例永久性生物再生式生保系统的地面模拟装置而有可能应用于人类未来的地外星球定居和宇宙载人探险。
那么实验成功了吗
很可惜，这一次艰辛的探索终究归于失败。
一年多以后，“生物圈2号”的生态状况急转直下，氧气（O2）含量从21％迅速下降到14％，而二氧化碳（CO2）和二氧化氮（NO2）的含量却直线上升，大气和海水变酸，很多物种死去，而用来吸收二氧化碳的牵牛花却疯长。大部分脊椎动物死亡，所有的传粉昆虫的死亡造成靠花粉传播繁殖的植物也全部死亡。由于降雨失控，人造沙漠变成了丛林和草地。“生物圈2号”内空气的恶化直接危及了居民们的健康，科学家们被迫提前撤出这个“伊甸园”。“生物圈2号”的实验以失败告终。
一年多以后，“生物圈2号”的生态状况急转直下，氧气（O2）含量从21％迅速下降到14％，而二氧化碳（CO2）和二氧化氮（NO2）的含量却直线上升，大气和海水变酸，很多物种死去，而用来吸收二氧化碳的牵牛花却疯长。大部分脊椎动物死亡，所有的传粉昆虫的死亡造成靠花粉传播繁殖的植物也全部死亡。由于降雨失控，人造沙漠变成了丛林和草地。“生物圈2号”内空气的恶化直接危及了居民们的健康，科学家们被迫提前撤出这个“伊甸园”。“生物圈2号”的实验以失败告终。
人类首次尝试自行建立生物圈，却以失败告终，环保人士借此鼓吹人类离不开地球，我们应该保护环境，不应该做这些无谓的尝试。保护环境自然没错，但作为科研工作者，绝不应该以这样的理由搪塞自己而轻言放弃，只要文明存续，人类终究是要走出地球的。
自行建立生物圈的探索，绝不该就此止步。
展望“生物圈三号
“天眼”
21世纪由中国引领全球科技的世纪，如上图中所展示的贵州的天眼工程——世界最大的单口径球面射电望远镜（SAGS）。中国建立“生物圈三号”的尝试，对于外星移民，星际探索，未来农业等非都常有好处，因此我们不该错过这样的机会。
在开展“生物圈三号”的尝试之前，我们先要深刻反思“生物圈二号”失败的原因，并从中汲取养分。
1）元素化学循环失调。
设计时土壤、大气、海洋的比例与“生物圈一号”的比例相去甚远，土壤及其微生物连同里面的动物和人呼吸释放的二氧化碳大大超过了植物所能利用的数量，而海洋来不及将多余的碳通过无机盐的形式固定下来植物制造的宝贵氧气又被大量的呼吸及分解过程消耗甚多。同样原因，笑气(N2O)的浓度也在上升。氧气降低、氧化亚氮和二氧化碳升高的程度几度超过警戒水平。
设计时土壤、大气、海洋的比例与“生物圈一号”的比例相去甚远，土壤及其微生物连同里面的动物和人呼吸释放的二氧化碳大大超过了植物所能利用的数量，而海洋来不及将多余的碳通过无机盐的形式固定下来植物制造的宝贵氧气又被大量的呼吸及分解过程消耗甚多。同样原因，笑气(N2O)的浓度也在上升。氧气降低、氧化亚氮和二氧化碳升高的程度几度超过警戒水平。
其中失败的主要因素被主流观点归结于过量微生物分解有机物消耗大量氧气，由此产生的二氧化碳又与混凝土墙反应被固定（氢氧化钙与二氧化碳生成碳酸钙）。因此在建立生物圈三号时，我们可以考虑对混凝土墙做特殊处理，或者选用其他建筑材料。
2）物种关系失调
虽然设计者们把地球上的热带雨林、热带荒漠、萨王那群落、红树林、温带农田、海洋等类型的生态系统“搬进”了“生物圈”，然而所搬进的主要是生态系统的第一性生产者植被，并未把相应的动物、真菌、微生物等群落也按比例搬来。
虽然设计者们把地球上的热带雨林、热带荒漠、萨王那群落、红树林、温带农田、海洋等类型的生态系统“搬进”了“生物圈”，然而所搬进的主要是生态系统的第一性生产者植被，并未把相应的动物、真菌、微生物等群落也按比例搬来。
其实这个问题与第一个问题类似，都是策划者在事先缺乏审慎思考、调研的结果，并没有用对待一个严谨实验的态度来对待，我们在启动“生物圈三号”前需要集合各学科的专家对项目计划做一个充分的评估。
3）水循环失调
为去除水体中的过量营养元素，设计者们采用了藻类植物，但大量生长的藻类植物的处理非常困难。因为内部“雨”量调节的失调，“荒漠区”变成了“草原区”，加重了水分循环的失调。且顶部温度比预想的高的多，促使水循环加快，使可饮用水的净化跟不上。内部海洋面积在减少，出现了水危机。
为去除水体中的过量营养元素，设计者们采用了藻类植物，但大量生长的藻类植物的处理非常困难。因为内部“雨”量调节的失调，“荒漠区”变成了“草原区”，加重了水分循环的失调。且顶部温度比预想的高的多，促使水循环加快，使可饮用水的净化跟不上。内部海洋面积在减少，出现了水危机。
主要问题出在水分循环，模拟生态空间在无风无云的状态下如何控制水循环确实是一大难点，需要请教相关领域的专家。
4）食物短缺
尽管第一批进住的“生物圈人”都是能够适应各种恶劣环境并有充分思想准备的各路英雄，然唯缺少种地的“农民”。尽管农田区占了很大的比例，但种出的麦子、水稻却不结籽。粮食供给遂成问题，最后饿的“生物圈”人到了食红薯根的田步。在第二次实验中，指挥部门从尼泊尔物色了一名32岁的农学院毕业的大学生作为“生物圈人”进住后，打出的粮食反到吃不完了。
这里暴露的问题是挑选的“生物圈团队”能力不足，这个项目的意义在于探索生态圈能否复制，非技术缺陷而因生存能力影响进度是不应该的。
如上，我们从“生物圈二号”的失败案例中汲取足够的营养，作出一些针对性的调整，成功率比起上一次会有显著的提升。此外我们的“生物圈三号”还有另外两大优势，首先如今的科技比起二十年前有了非常大的进步，当时许多难以解决的问题如今已算不上什么难题此外“生物圈二号”归根结底是美国的民间行为，组织上是松散的，而在我国政府主导之下的“生物圈三号”，在专业性、执行力上，都更具优势。
期望看到我国通过对“生物圈三号”的探索与反思，在将来的外星移民、星际探索、未来农业等领域取得一定的先机。
在《火星救援》的结尾，男主得到中国航天局的帮助才得到救援