Niedawne odkrycie egzoplanety Kepler-452b, która jest bardzo zbliżona do Ziemi w swoich cechach, po raz kolejny wzbudziło zainteresowanie możliwym spotkaniem z obcym życiem. Jednak problem ten od dawna przekłada się na praktyczną płaszczyznę: u zarania ery kosmicznej ZSRR i USA opracowały jednolity system ochrony Ziemi przed obcymi mikroorganizmami - i odwrotnie.
Jakie są wady i zalety tego systemu? I czy najnowsze odkrycia astrobiologów i planetologów stanowią podstawę do osłabienia ścisłych zasad kwarantanny? Teraz spróbujemy to rozgryźć …
Nie możesz pozwolić na życie kogoś innego na naszej planecie - i w ten sam sposób nie możesz zarazić obcych planet swoim życiem, nawet jeśli istnieje podejrzenie, że masz własne. Ta mantra, choć trochę innymi słowy, brzmiała na Ziemi niemal na samym początku ery eksploracji kosmosu. W 1967 r., W środku zimnej wojny, ZSRR i Stany Zjednoczone, w owym czasie jedyne kraje zdolne do takich badań, podpisały Traktat o kosmosie („Traktat o zasadach regulujących działalność państw w eksploracji i wykorzystaniu przestrzeni kosmicznej, w tym Księżyca i innych ciał niebieskich”.), gdzie w szczególności po raz pierwszy ogłoszono zasadę braku zakażenia.
Rozdział IX brzmi: „Państwa Strony Układu prowadzą badania i eksplorację przestrzeni kosmicznej, w tym Księżyca i innych ciał niebieskich, w taki sposób, aby uniknąć ich szkodliwego zanieczyszczenia, jak również niekorzystnych zmian w środowisku ziemskim w związku z dostarczeniem materii pozaziemskiej iw tym celu w przypadku konieczne, podejmij odpowiednie środki."
Ciekawe, że od tamtej pory i do dziś nic takiego jak te konsultacje między członkami szybko rozwijającego się klubu państw kosmicznych nie miało miejsca - w każdym razie opinia publiczna nic o tym nie wie. Ośmielamy się sugerować, że w czym, w czym iw tym każdy kosmiczny kraj był w pełnej solidarności ze stronami traktatu.
Co robić
Problem w tym, że od podpisania tego traktatu minęło pół wieku, a naukowcy wciąż nie doszli do porozumienia, jak go przestrzegać. Oczywiste jest, że jeśli nagle natkniemy się na małych zielonych ludzików, a nawet wyposażonych w broń, będziemy starać się trzymać od nich z daleka, chyba że wymienimy ambasady, niezawodnie zablokowane przed obcymi wpływami i najprawdopodobniej umieszczone na najbliższych satelitach, pozbawionych jakiegokolwiek pozoru życia. Jednak przede wszystkim mówimy nie o tej science fiction, ale o ochronie mikroorganizmów lądowych przed kosmitami i odwrotnie. Dlatego zanieczyszczenie, o którym mowa w Traktacie o kosmosie, naukowcy dzielą na dwie kategorie - bezpośrednie skażenie obcego mikro życia przez nasze mikroby (skażenie z przodu) i odwrotne (skażenie wsteczne).w którym możliwa jest infekcja biosfery Ziemi przez obce organizmy.
Film promocyjny:
Astronauta Neil Armstrong przesyła całusa swoim synom z kwarantanny w Houston po powrocie z księżyca 27 lipca 1969 roku.
Podkreślamy: przez cały czas naszych podróży kosmicznych nie znaleziono jeszcze śladów obcych organizmów jednokomórkowych, więc możliwe, że ich wcale nie ma. Jednak opierając się na ogólnych rozważaniach, nadal należy założyć, że istnieją one w obfitości, więc nie możemy wykluczyć możliwości zanieczyszczenia zarówno bezpośredniego, jak i odwrotnego.
Możliwe też, że jeśli istnieje niebezpieczeństwo zanieczyszczenia, to jest ono niewielkie - nawet jeśli obcy drobnoustrój, obcy zarodnik lub bakteria dostanie się do warunków lądowych, to wśród miriady nieznanych mu mikroorganizmów, przed którymi nie ma ochrony, obcy z dużym prawdopodobieństwem umrze, jak stało się z wojowniczymi marsjańskimi kosmitami w Wojnie światów HG Wellsa. Jeśli jednak przeżyje i zacznie się rozmnażać, sytuacja odwróci się do góry nogami i już teraz stanie się śmiertelnym zagrożeniem dla życia na naszej planecie. To samo dotyczy drobnoustrojów lądowych, które docierają na inne planety, gdzie przypuszczalnie mogą mieć własne życie, dlatego też zasada „nie infekować”, z całym nieprawdopodobnym prawdopodobieństwem jednokomórkowej apokalipsy, musi być ściśle przestrzegana.
Odwrotne zanieczyszczenie
Ludzi interesuje przede wszystkim odwrócenie zanieczyszczenia: ważne jest, aby zrozumieć, jak uniknąć śmiertelnej inwazji z zewnątrz. Ponieważ nie znaleziono jeszcze obcych mikroorganizmów, naukowcy pracują z ziemskimi dziećmi - ekstremofilami, które są w stanie żyć i rozmnażać się w ekstremalnych warunkach - w bardzo wysokich temperaturach, w kosmosie zimnym, przy nadmiernym ciśnieniu i wysokim promieniowaniu. Nie wiadomo, czy ekstremofile występujące w naszym kraju są w stanie zniszczyć biotę całej planety, która nie jest przygotowana na ich atak, ale nie ma wątpliwości, że ci teoretyczni zabójcy muszą być ekstremofilami. A takich ekstremofili, jak się okazuje, wystarczy na Ziemi.
I mówimy nie tylko o bakteriach, które mogą żyć w przestrzeni kosmicznej lub wewnątrz reaktorów jądrowych z milionami promieniowania, ale organizmy są jeszcze bardziej złożone, odporne na „ekstremalne”. Na przykład Moskiewski Instytut Problemów Biomedycznych Rosyjskiej Akademii Nauk od około dziesięciu lat prowadzi eksperymenty na ISS, podczas których na zewnętrznej powierzchni stacji instalowane są pojemniki z różnymi organizmami i przechowywane tam przez miesiące, a nawet lata. W efekcie okazało się, że oprócz zarodników bakterii - mistrzów przetrwania - w próżni i zmianach temperatury od minus 90 do plus 90 stopni Celsjusza, niektóre zarodniki grzybów potrafią przeżyć, nawet po 31 miesiącach ożywają larwy komarów, kiełkują rzodkiewki i kolce jęczmienia.
Szczepy mikroorganizmów z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Problem ochrony przed ponowną infekcją od teorii zamienił się w praktyczny samolot już w latach 60., kiedy amerykańscy astronauci odwiedzili Księżyc i wrócili z próbkami księżycowej gleby. W tamtym czasie naukowcy nie wiedzieli, czy na Księżycu istnieje życie (oczywiście w postaci bakterii, a nie zielonych ludzi), a ochrona przed rzekomymi mieszkańcami Księżyca była bardzo uciążliwa i poważna, chociaż jej główna zasada była prosta: „wychodząc, umyj ręce i Wytrzeć nogi. Podczas pobytu na Księżycu kosmonauci starali się nie wnosić ze sobą pyłu do modułu ponownego wejścia i nie pozwolić mu osiąść na powierzchni statku kosmicznego. Po powrocie członkowie wyprawy księżycowej byli poddawani kwarantannie przez trzy tygodnie, a próbki badano w specjalnym laboratorium w Houston z zachowaniem wszelkich środków ostrożności, dopóki nie udowodniono, że nie zawierają one żadnych księżycowych mikroorganizmów.
Metody ochrony NASA przed zanieczyszczeniem w wyniku ewentualnego dostarczenia próbek gleby z Marsa na Ziemię są jeszcze poważniejsze. Będzie tu działać zasada „przerywania obwodu kontaktowego”, w której żaden sprzęt, który miał bezpośredni lub pośredni kontakt z Marsem, nie wróci na Ziemię. Przed wejściem na statek próbki gleby zostaną zapakowane do specjalnego pojemnika, a na Ziemi zostaną zbadane zgodnie ze środkami ostrożności, które są dziś stosowane podczas pracy z wirusem Ebola. Tymczasem laboratoria wyposażone zgodnie z tymi wymaganiami, zdaniem przedstawicieli NASA, nie istnieją i nie wiadomo, kiedy powstaną.
To prawda, wciąż jest czas. Po pierwsze, najprawdopodobniej nie ma mikroorganizmów na powierzchni Marsa: setki milionów lat supersuszy powinno je zniszczyć. Jeśli przeżyli, to było głęboko pod powierzchnią, gdzie woda była zachowana, a według naukowców na tych głębokościach czekają nas oszałamiające niespodzianki. Po drugie, podróż powrotna na Czerwoną Planetę nie jest jeszcze przygotowana, bo dziś taka wizyta będzie zaporowo droga.
Inżynier lotniczy Donald Pettit (ISS Expedition 6) zbiera próbki wody do analizy (podgrzewacz wody w module Zvezda).
I tutaj naukowcy mają do czynienia z paradoksem. Z jednej strony nawet dziś nieosiągalne środki ostrożności nie dają 100% gwarancji ochrony Ziemi przed wirusem zabójcy kosmitów - w końcu po prostu nie wiemy, z czym będziemy mieli do czynienia. Z drugiej strony, jeśli nie możemy sprowadzić na Ziemię niczego, co żyje, to w związku z tym nie jesteśmy w stanie badać tej żywej istoty. System cierpi zatem na niekompletność i nadmiarowość.
Zanieczyszczenie bezpośrednie
Bezpośrednie zanieczyszczenie też nie jest łatwe. Chociaż ta część traktatu kosmicznego opiera się na szlachetnym pragnieniu nieszkodliwości dla innych światów, naukowców bardziej martwi się inny aspekt skażenia obcej flory i fauny drobnoustrojami lądowymi. Obawiają się trudności związanych z takim zanieczyszczeniem z poszukiwaniem marsjańskich mikroorganizmów, a przynajmniej chemicznych śladów ich metabolizmu. Jest mało prawdopodobne, aby bakteria naziemna zaaranżowała masakrę mieszkańców Czerwonej Planety, ale po wniknięciu w ziemię może mutować, dostosowując się do nowych warunków życia, a gdy zostanie znaleziona, może nie zostać rozpoznana i pomylona z lokalnym mieszkańcem.
Procedurą, która powinna zapobiec bezpośredniemu zakażeniu, jest sterylizacja. Przed startem NASA ogrzewa wszystkie części statku kosmicznego do 110 stopni (powyżej punktu wrzenia wody), co niszczy większość mikroorganizmów. Te części, których nie można podgrzać, myje się alkoholem. Nasi specjaliści, przygotowując się do lotu na Marsa, który nigdy nie odbył się w 1994 roku, wystawili wszystkie elementy statku kosmicznego (z wyjątkiem elektroniki) na promieniowanie gamma. Ale ani ten zabieg, ani dodatkowa „sterylizacja” podczas przejścia statku przez gęste warstwy atmosfery nie są w stanie zniszczyć wszystkich drobnoustrojów na jego powierzchni. Uważa się, że statek można posadzić na planecie, jeśli po przetworzeniu na metr kwadratowy jego powierzchni pozostanie nie więcej niż 500 zarodników. Więc co? Więc dezynfekcja nie działa?
Jeśli na Marsie pojawią się koloniści, to każdemu wyjściu na powierzchnię towarzyszyć będzie również sterylizacja, której procedura będzie podobna do tej stosowanej przy pracy ze wspomnianym już wirusem Ebola. Zwiększy to znacznie koszty i tak już kosztownej misji przyszłości i znacznie skomplikuje pracę naukowców.
Ostatnio w społeczności naukowej wybuchła kontrowersja na ten temat. W 2013 roku Dirk Schulze-Makuch, astrobiolog z University of Washington i astrofizyk Alberto Fairén z SETI Institute opublikowali artykuł zatytułowany „Overprotecting Mars” in Nature. Naukowcy zaproponowali zrewidowanie kosztownej procedury sterylizacji statku kosmicznego, ponieważ „nakłada ona niepotrzebne zakazy poszukiwania życia na Marsie”. Kilka tygodni później w tym samym czasopiśmie opublikowano artykuł Catharine A. Conley i Johna D. Rummela, astrobiologów z NASA, zatytułowany „Obrona Marsa celowo”, w którym uzasadnili tę obronę. „Możemy znaleźć to, czego szukamy, tylko jeśli nie zainfekujemy Marsa życiem przyniesionym z Ziemi” - powiedzieli naukowcy.
Należy założyć, że w przeciwieństwie do odwrotnego zanieczyszczenia, przed którym zawsze będzie ochrona, ochrona przed bezpośrednim zanieczyszczeniem może stać się środkiem tymczasowym, dopuszczalnym tylko na etapie badania Marsa. Ale ponieważ ludzkość będzie nie tylko badać inne planety, ale także je zaludniać, na tym etapie koloniści nie będą już skłonni do sentymentalizmu co do zabijania mikrożycia. Dziś pomysł zaludnienia innych systemów planetarnych wydaje się bajką, ponieważ dzisiaj nie jesteśmy w stanie do nich dotrzeć, a zaludnienie Marsa wydaje nam się odległą i nierealną fantastyką naukową. Ale poważni naukowcy już opracowują długoterminowe plany przekształcenia Czerwonej Planety w drugą Ziemię. A potem, być może, przed ochroną czyjegoś życia ludzie zaczną je atakować.
Ogólnie rzecz biorąc, o Ziemi jest jasne, ale istnieje inna opinia na temat Marsa
Nie ma sensu chronić Marsa przed skażeniem drobnoustrojami lądowymi i wydawać duże sumy na dokładną sterylizację marsjańskich sond automatycznych - mikroorganizmy lądowe weszły na Czerwoną Planetę miliardy lat temu wraz z meteorytami - piszą amerykańscy astrobiolodzy w artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Geoscience.
Od początku ery kosmicznej naukowcy podejmowali ekstremalne środki, aby chronić obce „ekosystemy” przed potencjalnym skażeniem mikroorganizmami lądowymi. Praktyka ta jest zapisana w traktacie z 1966 r. O zasadach działalności państw w eksploracji i użytkowaniu przestrzeni kosmicznej - nakazuje unikanie szkodliwego zanieczyszczenia Księżyca i innych ciał niebieskich. Miary międzyplanetarnej „antyseptyki” są opracowywane przez Międzynarodowy Komitet Badań Kosmicznych (COSPAR).
Szczególnie surowe wymagania stawiane są sondom lądującym lecącym na Marsa - na tej planecie, jak sądzą naukowcy, może istnieć życie mikrobiologiczne, a jego zderzenie z ziemskimi „gośćmi” może prowadzić do nieprzewidywalnych konsekwencji. Ponadto uważa się, że pojawienie się drobnoustrojów lądowych może sprawić, że próba odkrycia „rodzimego Marsa” stanie się bezcelowa.
Jednak astrobiolodzy Alberto Fairen z Cornell University i Dirk Schulze-Makuch uważają, że te środki ostrożności nie miały sensu od kilku miliardów lat.
„Uważamy, że życie na Ziemi najprawdopodobniej zostało już przeniesione na Marsa. Życie na Ziemi istnieje od co najmniej 3,8 miliarda lat, więc było wystarczająco dużo czasu, aby proces transferu nastąpił w sposób naturalny - w wyniku uderzeń meteorytów … Ponadto w przeszłości częstotliwość spadków meteorytów była wyższa niż obecnie”- piszą naukowcy. …
Zauważają, że w tej chwili można uznać udowodnioną możliwość przenoszenia drobnoustrojów z „przelatującymi” meteorytami. Proces transferu międzyplanetarnego rozpoczyna się od uderzenia dużego ciała kosmicznego na zamieszkaną planetę - uderzenie to może wyrzucić w kosmos wystarczająco duże szczątki skalne, w których mogą pojawić się mikroorganizmy.
Następnie te szczątki mogą spaść na Marsa - gdy marsjańskie i księżycowe meteoryty spadną na Ziemię. Szanse na przeżycie „pasażerów” zwiększają się ze względu na stosunkowo rzadką atmosferę Marsa, w której spadające meteoryty nagrzewają się mniej niż na Ziemi.
Fairen i Schulze-Makuch sugerują, że mikroorganizmy lądowe, które przybyły na Marsa miliardy lat temu, kiedy warunki na tej planecie były znacznie korzystniejsze, mogły już zniknąć. W tym przypadku nie ma sensu martwić się o zanieczyszczenie sondami kosmicznymi. Jeśli życie na Marsie powstało niezależnie od życia ziemskiego, zderzyło się z ziemskimi „gośćmi” miliardy lat temu. Mikroorganizmy marsjańskie, jeśli nadal istnieją, nie zobaczą niczego nieoczekiwanego, gdy napotkają mikroby dostarczane przez automatyczne stacje.
Możesz oszczędzić
Naukowcy uważają, że z bardzo dużą dozą pewności, Mars można uznać za już „podbity” przez mikroby lądowe. „Dlatego jest już za późno na obronę Marsa… i możemy bezpiecznie osłabić środki ochrony planet” - czytamy w artykule.
Jego autorzy uważają, że sterylizacja będzie wymagana tylko w przypadkach, gdy automatyczne sondy zbadają środowisko, w którym może istnieć życie na Marsie teraz - i wtedy, tylko po to, aby nie pomylić mikroorganizmów pierwotnych z tymi, które ze sobą przywieziono.
„Ponieważ badania międzyplanetarne na całym świecie stoją obecnie w obliczu poważnych cięć budżetowych, niezwykle ważne jest, aby unikać niepotrzebnych wydatków i przekierowywać pieniądze podatników na misje, które mogą wnieść najbardziej znaczący wkład w eksplorację planet” - piszą naukowcy.
Uważają, że środki ochrony przed potencjalnym skażeniem można anulować w przypadku sond orbitalnych i poważnie zmienić w przypadku łazików i lądowników.
Vladimir Pokrovsky