Ny planetarisk karantænerapport gennemgår risikoen for fremmed kontaminering af Jorden

I Michael Crichtons roman The Andromeda Strain fra 1969, en dødelig fremmed mikrobe tager en tur til Jorden ombord på en nedskudt militærsatellit, og videnskabsmænd må løbe for at begrænse den. Mens den er fiktiv, plottet udforsker en meget reel og langvarig bekymring, som deles af NASA og verdens regeringer:at rumfarende mennesker, eller vores robotudsendinge, kan uforvarende forurene Jorden med udenjordisk liv eller ellers biologisk forurene andre planeter, vi besøger.

Det er en gammel frygt, der har fået en ny relevans i COVID-19-æraen, sagde Scott Hubbard, en adjungeret professor i luftfart og astronautik ved Stanford University.

"Jeg har hørt fra nogle kolleger i området for menneskelig rumfart, at de kan se, hvordan i det nuværende miljø, offentligheden kunne blive mere bekymret for at bringe en eller anden fremmed mikrobe tilbage, virus eller kontaminering, " sagde Hubbard, som også er den tidligere direktør for NASA Ames og den første Mars-programdirektør.

Hubbard er medforfatter til en ny rapport offentliggjort i sidste måned af National Academies of Sciences, Engineering and Medicine, der gennemgår de seneste resultater og anbefalinger relateret til "planetarisk beskyttelse" eller "planetarisk karantæne" - sikringen af ​​Jorden og andre verdener mod biologisk krydskontaminering.

Her, Hubbard diskuterer planetbeskyttelsens lange historie, dilemmaet ved at Elon Musk lancerede en Tesla Roadster i rummet, og de forholdsregler, der er på plads for at beskytte mod kontaminering fra NASAs kommende Mars Sample Return-mission, som efter planen starter til sommer med lanceringen af ​​rumfartsorganisationens Perseverance Rover.

Bekymringer om planetarisk beskyttelse går tilbage til de tidligste år af rumalderen. Kan du kort forklare, hvad begrebet betyder?

Selv før Sputnik, der var videnskabelige møder, der diskuterede potentialet for rumudforskning for at a) transportere jordiske mikrober til andre verdener, derved forvirrer eller forurener fremtidige videnskabelige undersøgelser, eller b) returnere fremmed liv til Jorden og dermed muligvis true vores egen biosfære. Det førstnævnte problem kaldes "forlæns kontaminering", og sidstnævnte er defineret som "tilbage eller baglæns forurening." Disse begreber blev kodificeret i Outer Space Treaty (OST) fra 1967, som er blevet underskrevet af over 120 lande, inklusive U.S.A.

Rapporten bemærker, at "fremkomsten af ​​nye rumaktiviteter og aktører i udforskningen og brugen af ​​rummet" rejser nye problemer med hensyn til planetarisk beskyttelse (PP). Hvad er nogle eksempler på nye udviklinger, og hvilke udfordringer og bekymringer rejser de?

Denne sætning refererer primært til rumentreprenører som Elon Musk (SpaceX), der lancerede sin egen kirsebærrøde Tesla Roadster til et Mars-lignende kredsløb om solen ombord på en Falcon Heavy-raket. Vi har brug for en måde at vide, om de følger passende PP-procedurer.

Det fanger også nye problemer, såsom seriøs planlægning af menneskelige Mars-missioner, herunder Musks aspiration om at sende folk til den røde planet inden 2024. Der er også fremkomsten og eksplosionen af ​​smallsats eller cubesats. Ud over, nogle meget udfordrende nye videnskabelige missioner med meget komplekse planetariske beskyttelseskrav såsom Mars Sample Return og Europa Clipper til en måne af Jupiter er i gang. Endelig, der er mange flere internationale spillere end tidligere, som måske ikke har erfaring med PP-spørgsmål.

Kan du opsummere de vigtigste resultater og anbefalinger fra denne nye rapport?

Først, NASA og verden er nødt til seriøst at planlægge nye kommercielle/entreprenørielle rumaktiviteter i det dybe rum. Komplikationen er, at NASA er et missionsagentur med enorm PP-ekspertise, men ikke et regulatorisk agentur som Federal Aviation Administration, som har lidt PP-kendskab, men udsteder licenser til kommercielle lanceringer.

Vores udvalg konkluderede, at traktaten om det ydre rum gjaldt både regeringen og den private sektor, og at det var meget klart, at en enhed i den amerikanske regering havde brug for at "kontinuerligt godkende og overvåge" private aktiviteter i rummet.

Næste, med sandsynligheden for, at mennesker lander på Mars, stadig mere realistisk, vores rapporter anbefaler, at NASA udfører forskning for at se, om der kan være en Mars "udforskningszone", hvor mennesker kan lande og forurene, hvis det sker, ville ikke gøre skade. Rumdragter kan lække eller "blæse ud, "potentielt frigivelse af alle slags jordiske mikrober og forurening af overfladen til fremtidige videnskabelige missioner.

Til sidst, små rumfartøjer med potentiale til at gå til det dybe rum udvikles til meget lave omkostninger på både universiteter og virksomheder, og vi fremhævede bekymring for, hvorvidt disse små rumfartøjer vil blive overdrevent belastet af omkostningerne ved PP-krav. Stanford udviklede nogle af de allerførste smallsats, kaldet cubesats.

Hvad er nogle eksempler på tiltag, der kan tages for at reducere "biobyrden" på rumfartøjer?

Tidligere missioner med store budgetter - såsom Viking I og II til Mars i midten af ​​1970'erne - var i stand til at bruge varme til at sterilisere hele rumfartøjer. Den tilgang er ikke mulig i dag af forskellige årsager. Imidlertid, kombinationer af kemisk rengøring, varmesterilisering, anvendelse af reduktionskredit for tid brugt i det stærkt steriliserende rumstrålingsmiljø og smarte mekaniske systemer har vist sig at være effektive til at opfylde kravene.

Mennesker kan åbenbart ikke renses som robotter, så meget mere opmærksomhed på rumdragter, menneskelige levesteder og brug af robotter som assistenter er påkrævet.

Hvad er nogle handlinger, som NASA kan tage for at beskytte sig mod utilsigtet biologisk kontaminering til sin planlagte Martian Sample Return (MSR)-mission?

For at kontrollere fremadrettet kontaminering, hardwaren, der sendes fra Jorden, bliver grundigt renset. Rørene, der skal indeholde prøven, der er ombord på Mars 2020 (Perseverance Rover), er blevet bagt ved høj temperatur.

For at beskytte mod rygkontaminering, der er en stor indsats for at "bryde kontaktkæden" mellem det tilbagevendende rumfartøj og Mars stenprøver. For eksempel, autonome tætnings- og svejseteknikker til at skabe tre eller fire niveauer af indeslutning er planlagt.

Efter min mening, og det videnskabelige samfund, chancen for, at klipper fra Mars, der er millioner af år gamle, vil indeholde en aktiv livsform, der kan inficere Jorden, er ekstremt lav. Men, prøverne, der returneres af MSR, vil blive sat i karantæne og behandlet, som om de er ebola-virus, indtil det er bevist, at de er sikre.

Hvad angår mennesker, Apollo-astronauterne fra de første par månemissioner blev sat i karantæne for at sikre, at de ikke viste tegn på sygdom. Da det først blev konstateret, at månen ikke udgør en risiko, karantænen blev fjernet. En sådan procedure vil utvivlsomt blive fulgt for mennesker, der vender tilbage fra Mars.

Denne rapport blev afsluttet før den nuværende pandemi. Er der noget, du eller de nationale akademier ville have gjort anderledes, hvis du skrev rapporten i dag?

Med hensyn til videnskab og teknologi, Jeg tror, ​​vi ville have leveret meget den samme rapport. Imidlertid, vi skrev et lille afsnit, der foreslog, at NASA og en anbefalet ny rådgivende gruppe tager en meget proaktiv tilgang til at uddanne offentligheden om de ekstraordinære foranstaltninger, der bliver truffet for at beslaglægge de returnerede prøver og beskytte offentligheden. I COVID-æraen, dette afsnit skal fremhæves.