Obsah:
Hledání života na Marsu nás staví před mnoho výzev – v neposlední řadě je to mikrobiální kontaminace. Jak zajistíme, že mikrobi ze Země nedojedou stopem až na Rudou planetu a nerozšíří se tam? Když je kosmická loď na povrchu Marsu, jaké kroky jsou potřeba k ochraně životního prostředí před změnami, které by mohly poškodit jakýkoli život na Marsu?
A konečně, jakmile nasbíráme potenciální mikroby pro analýzu na Zemi, jak zajistíme, že vzorek z Marsu nepředstavuje riziko pro lidi a další tvory na naší planetě? Jak připomíná biolog John Rummel, poučením z knihy H. G. Wellse „Válka světů“, fiktivní knihy o marťanské invazi, je, že i mikrobi mohou být smrtelní.
"Důležitá věc na planetární ochraně je, že je to obousměrná záležitost," řekl Rummel, který byl na East Carolina University jako biolog, když vedl tým, který publikoval nedávnou studii o možnostech růstu života na Zemi nebo pod ní. povrchu Marsu.
"Myšlenka je nenosit mikroby na místa, kde byste je nechali růst a množit se na planetě, a zejména neovlivňovat schopnost najít to, co tam bylo před kontaminací Země. Nechceme kontaminovat to, co chceme studovat." Jiná věc je, že pokud tam je nějaký život, není jisté, zda by představoval nebezpečí pro biosféru Země, kdybychom přivezli vzorek zpět roboticky nebo s astronauty Marsu vracejícími se na Zemi.“
Rummel poukázal na to, že tato otázka byla považována za poněkud neúčinnou během misí Apollo, když se astronauti vrátili na Zemi a v prvních několika misích byli umístěni do karantény na 21 dní.
Posádky procházely po letadlové lodi, nakonec na sobě neměly nic jiného než masky a lehké skokanské soupravy, čímž by loď a její posádku vystavily potenciální kontaminaci. A samozřejmě nyní víme, že 21 dní je krátká inkubační doba pro mnoho virů a pro choroby šířené priony, jako je bovinní spongiformní encefalopatie (někdy označovaná jako nemoc šílených krav). Inkubační doba těchto onemocnění nebyla v té době příliš známá.
Rummel, v současnosti hostující vědec na McGillově univerzitě, vedl článek zabývající se „zvláštními oblastmi“na Marsu – místy, kde jsou nejpravděpodobnější obyvatelné podmínky – a jak je chránit. Článek byl publikován v časopise Astrobiology v listopadu a nese název „Nová analýza „zvláštních oblastí“Marsu: Zjištění druhé vědecké analytické skupiny MEPAG pro zvláštní oblasti.“
Sterilizační standardy
Hledání obyvatelnosti je jedním z hlavních cílů mise roveru Curiosity, která přistála na Marsu v roce 2012. Při putování kolem kráteru Gale nalezla jen několik měsíců po přistání dostatek důkazů o minulé vodě v podobě starověkého koryta potoka. Nedávno bylo zjištěno, že skály na dně kráteru jsou nakloněny způsobem, který naznačuje, že celá oblast byla v minulosti dnem jezera. Jak dlouho voda vydržela, je jedna otázka, která v současnosti zaměstnává výzkumníky NASA.
Po Curiosity bude vozítko Mars 2020, které bude opět vyhledávat obyvatelná prostředí a bude mít nástroje, které dokážou hledat organické látky a zároveň ukládat vzorek pro pozdější návrat na Zemi. Je považován za klíčový prvek ve schopnosti NASA uspořádat v nadcházejících desetiletích vzorovou návratovou misi z Marsu.
Existuje však napětí při hledání obyvatelných prostředí - nebo života - se pozemským strojem, aniž by došlo ke kontaminaci povrchu Marsu. Podle Rummela bylo Curiosity zakázáno přistávat v oblasti, která by mohla mít povrchový nebo mělký podpovrchový led. To proto, že rover je poháněn generátorem plutonia, který je neustále horký. Existovalo riziko, že po havárii by teplo z generátoru mohlo rozpustit led a vytvořit pod povrchem na několik měsíců až několik let teplou, vlhkou jezírku, která by poskytla potenciálně obyvatelné prostředí pro reprodukci jakýchkoli pozemských mikrobů, které by jízda.
Curiosity a další moderní kosmické lodě na Marsu se chovají jinak než přistávací moduly Viking ze 70. let a nejsou plně sterilizovány. Zatímco se Vikingové pekli 54 hodin, aby byli co nejsterilnější, s velkou dávkou péče a plánování, tato metoda hrubou silou by mohla poškodit dnešní citlivou elektroniku a NASA ji od zprávy amerického Národního úřadu z roku 1992 nevyžaduje. Výzkumná rada navrhla, že Mars (nezahrnující „zvláštní oblasti“) to nevyžaduje. Proto byla Curiosity podle Rummela sterilizována na nižší standard než Viking. Norma stále postačovala ke splnění požadavků planetární ochrany, ale pokud jde o „zvláštní oblasti“Marsu, výzkumníci nechtěli riskovat.
Teplota a voda
Normy pro zvláštní regiony se vyvinuly v rámci Výboru pro výzkum vesmíru (COSPAR) Mezinárodní rady pro vědu, který poprvé zvažoval planetární ochranu na počátku 60. let 20. století. Vliv výboru je ukázán ve smlouvě Organizace spojených národů o vesmíru z roku 1967, která mimo jiné říká, že průzkum vesmíru na Měsíci a dalších „nebeských tělesech“musí být prováděn tak, „aby se zabránilo jejich škodlivé kontaminaci“.
První úspěšná přistání na Marsu se uskutečnila v roce 1976 a další se uskutečnila v roce 1997 s misí NASA Pathfinder lander a jejím roverem Sojourner. S plánováním dalších přistávacích misí na Mars - zejména roverů Spirit a Opportunity, které byly spuštěny v roce 2003 - vyvstala otázka o potenciálu obyvatelných oblastí na Marsu, které by byly vystaveny většímu riziku kontaminace.
COSPAR tuto otázku formálně zvážil na workshopu konaném ve Williamsburgu ve Virginii v roce 2002, který definoval „zvláštní oblast“jako místo, kde by se mohl pozemský život reprodukovat a/nebo kde by se mohl nacházet život na Marsu. Tato definice byla přidána do politiky planetární ochrany COSPAR ve stejném roce. Aby bylo možné získat užitečnější definici zvláštních oblastí, o čtyři roky později skupina NASA Mars Exploration Planning and Analysis Group (MEPAG) vydala doporučení, jak tyto zvláštní oblasti definovat, se zaměřením na teplotu, dostupnost vody a přetrvávání podmínek na Marsu během celého světa. příštích 100 let.
V té době navrhovali teplotu nejvýše -20 stupňů Celsia (-4 Fahrenheita), protože v literatuře nebylo nic, co by ukazovalo, že se mikroby replikují při teplotě -15 nebo nižší. Mohli přežít při nižších teplotách, ale nemnožit se.
"Znění zásady bylo 'replikovat'," řekl Rummel. "Pokud máte na povrchu Marsu jednoho malého nešťastného mikroba, který doufá, že se za 100 let zopakuje změna počasí, počasí nezměníte, takže to moc nehrozí."
Limit aktivity vody byl definován jako 0,5 na stupnici mezi 0 (žádná voda/žádná aktivita) a 1 (čistá voda/vysoká aktivita). Život má tendenci přežívat v podmínkách od husté cukrové vody (0,6 na stupnici) až po oceány (zhruba 0,95).
Mapování hotspotů
V této nejnovější studii literatura poskytla příklad života replikujícího se při teplotě -18 stupňů Celsia (-0,4 Fahrenheita), o kterém Rummel s potěšením poznamenal, že je v mezích předchozí studie. Autoři také zohlednili poznatky z přistávací mise Phoenix z roku 2007, která zkoumala slanou půdu a led poblíž jižního pólu Marsu.
"Nejzajímavější bylo, že v létě lokalita dosáhla spodního teplotního limitu pro život a překročila limit vodní aktivity (prostřednictvím vysoké relativní vlhkosti), ale ne současně, " řekl Rummel.
Jedním z hlavních cílů bylo převzít poznatky z literatury a zmapovat oblasti, které jsou zranitelné během průzkumu, což by zahrnovalo jeskyně a opakující se svahové linie, což jsou místa na Marsu s tmavými pruhy, kde se předpokládá, že voda v určitých časech prosakuje ledovými svahy. roku, kdy Slunce dopadá na místo. Mars 2020 a podobné vozítka pravděpodobně neprozkoumají tyto oblasti, dodal Rummel, jednoduše proto, že svah jeskyně nebo linie by pro rover představoval riziko, protože by nemusel být schopen znovu vylézt.
Rummel uznal, že robotickým a lidským průzkumníkům, kteří by se rádi dostali do těchto zajímavých oblastí, jsou vlastní potíže, ale také se musí ujistit, že jejich úsilí nenaruší žádný potenciální život, který by tam mohl být. Pro studium takových oblastí s roboty jsou pro něj vyžadovány přísnější metody sterilizace, aby se zajistilo, že jakékoli riziko kontaminace bude co nejnižší, abychom mohli udržovat firewall mezi planetami, abychom je mohli studovat takové, jaké jsou.
