Titta på den härliga panoramabilden av Apollo 16:s landningsplats den 23 april, 1972. Tänk om en mikrobe hade skjutit en tur från dessa månhögland till jorden ombord på skytteln? Se bilder på utforskning av rymden. Bild med tillstånd av NASA 1972, Apollo 16 -uppdraget återvände till jorden med 731 sten- och jordprov tagna från månens centrala högland, som de så småningom skickade till laboratorier runt om i världen. Ett av dessa laboratorier begravdes under område 51, den topphemliga militära installationen i södra Nevada. Där, ett team av geologer och astrobiologer återvann sporer av okänt ursprung från en stenyta och lagrade reproduktiva strukturer för vidare studier.
De säregna sporerna förblev vilande till 1974, när de plötsligt grodde, infekterar dussintals labbarbetare och ger symtom som liknar dem som orsakas av Ebola -viruset. Utbrottet, känd som Crenshaw -avsnittet efter den första personen som drabbades av den mystiska sjukdomen, krävde sju liv tills laboratoriemyndigheterna kunde innehålla mikroberna och förhindra ytterligare infektion.
Nu den goda nyheten:Vi ljög. Den föregående berättelsen, åtminstone delen om Crenshaw -avsnittet, är en fullständig uppfinning. Och de dåliga nyheterna:Det är baserat på händelser som verkligen kan hända.
Faktiskt, NASA skapade Planetary Protection Office på 1960 -talet för att överväga scenarier precis som dessa. Allvarligt? NASA spenderar verkligen hårt förvärvade skattebetalares pengar för att studera utomjordiska buggar? Det kan du ge dig på. Och det beror inte bara på att byråns tjänstemän oroar sig över en mån- eller marsmikrob som utplånar jordens befolkning. De är också oroliga för vad våra bakterier skulle kunna göra om de fick ett tå på en annan planet. Några transplanterade bakterier kan förvirra framtida sökningar efter liv eller värre, döda alla inhemska organismer.
Ja, herr, människor har funderat över denna fråga i årtionden. När John F. Kennedy höll sitt tal "vi väljer att gå till månen" 1962, forskare hade redan diskuterat frågan i september 1956, när International Astronautical Federation sammankallade sin sjunde kongress i Rom.
Nästan exakt ett år senare, Sovjetunionen lanserade Sputnik, inleder rymdloppet och flyttar begreppet mån- och planetförorening från en vag möjlighet till en plötslig och skrämmande verklighet.
Innehåll
Även om astronomer och astrobiologer diskuterade planetskydd redan 1956, de mobiliserade inte riktigt förrän 1958. Under våren det betydelsefulla året, National Academy of Sciences skapade Space Science Board för att studera de vetenskapliga aspekterna av människans utforskning av rymden.
I juni, akademin, baserat på styrelsens rekommendationer, delade sin oro över förorening med International Congress of Scientific Unions (ICSU), hoppas kunna göra frågan till ett globalt bekymmer. Vad gjorde ICSU? Bilda en kommitté om Kontaminering genom utomjordisk undersökning ( CETEX ) för att utvärdera om mänsklig utforskning av månen, Venus och Mars kan leda till kontaminering. CETEX -folket resonerade att markbundna mikroorganismer skulle ha lite hopp om att överleva på månen, men att de kanske kan ta bort en existens på Mars eller Venus. Som ett resultat, CETEX rekommenderade att människor endast skickar steriliserade rymdfarkoster, inklusive banor som kan ha oavsiktliga konsekvenser, till dessa planeter.
Vid hösten 1958, ICSU beslutade att det var dags att bilda ännu en planetarisk skyddskommitté. Den här, känd som Utskottet för rymdforskning , eller COSPAR , kom så småningom att övervaka de biologiska aspekterna av interplanetär utforskning, inklusive sterilisering av rymdfarkoster och planetarisk karantän. COSPAR ersatte CETEX. Förstod det?
På samma gång, NASA föddes i USA. 1959, Abe Silverstein, NASA:s chef för rymdflygprogram, gjorde den amerikanska rymdorganisationens första formella uttalanden om planetskydd:
National Aeronautics and Space Administration har övervägt problemet med sterilisering av nyttolaster som kan påverka en himlakropp. ... Som ett resultat av överläggningarna, det har fastställts som en NASA -policy att nyttolaster som kan påverka en himmelsk kropp måste steriliseras innan de startas.Samma år, planetariska skyddsansvar studsade runt inom NASA som ett föräldralöst barn. De delegerades först till Office of Life Sciences och sedan till Office of Space Science and Applications. 1963, inom det kontorets biovetenskapsprogram, de Planetariskt karantänprogram började och så småningom övervakade flera Apollo -uppdrag, som att skydda månstenar från markföroreningar och skydda jorden från måsiga små djur, om de fanns.
1976, planetariska karantänprogrammet blev Office of Planetary Protection , och den PQ -officer blev Planetary Protection Officer ( PPO ). I dag, PPO är fortfarande en stor aktör när det gäller att forma NASA -uppdrag. Han eller hon samråder med interna och externa rådgivande kommittéer och ger sedan vägledning om, väl, nästan allt, från hur en rymdfarkost måste monteras till hur prover från andra himmelska kroppar samlas in, lagras och återlämnas till jorden.
Som du kan föreställa dig, missionsteamen älskar inte alltid PPO eftersom hans eller hennes rekommendationer försvårar deras jobb. Men å andra sidan, vem bryr sig? PPO har en mycket djupgående - och en mycket svår - uppgift, som ska skydda livet i galaxen till varje pris.
Den autoklaven är lite liten.När NASA:s Abe Silverstein först talade om planetskydd, han försummade att nämna hur du går till väga för att sterilisera ett rymdfarkoster. Den här fina utmaningen föll på US Army BioLabs i Fort Detrick, Md. De processforskare som arbetat fram skilde sig radikalt från medicinsk sterilisering. Trots allt, de kunde inte precis pressa in en raket i en autoklav, maskinen som används av sjukhus för att döda bakterier med överhettad ånga. Istället, de "tvättade" rymdfarkoster i etylenoxid, en gas som var löslig i många material och effektivt kunde tränga in i skrymslen och krokarna på även det mest komplexa fordonet. De använde också strålning och torr värme, tillämpas under lång tid.
Innan du kan överväga kontaminering, du måste bli lite tung och definiera livet i en strikt biologisk mening. Vad är det? Är det organiska livet vi ser på jorden samma typ som vi kan förvänta oss på en planet i en annan galax?
Väl, i solsystemet som omedelbart omger vår hemplanet, livet följer förmodligen liknande biologiska och fysiska principer. Om Mars, till exempel, hade en jordliknande atmosfär och flytande vatten för miljarder år sedan, då kan du förvänta dig att kolbaserade livsformer kan ha utvecklats där, för. Verkligen, vissa forskare spekulerar i att livet på jorden kom från Mars (det yttersta exemplet på planetförorening!). Tanken är att meteoriter slog loss från vår röda granne reste över rymden och slog våra unga, just utvecklad planet. Dessa meteoriter kan ha burit "frön" av organiskt liv, som inbäddat i jordens varma, vattnig barm och började den evolutionära resan för att producera den stora mångfalden av arter vi känner idag.
En annan viktig utveckling för att definiera liv har varit studiet av konstiga och exotiska organismer på jorden. Biologer hänvisar till dessa varelser som extremofiler :organismer som trivs under extrema förhållanden, som stark syra, lågt syre eller extremt höga temperaturer. Tydligen, Dr Ian Malcolm, den galna matematikern i "Jurassic Park, "hade rätt när han sa "livet hittar ett sätt." Det kanske inte finns någon plats på den här planeten, även miljöer som är giftiga för högre organismer, där högspecialiserade mikroorganismer inte kan leva riktigt bekvämt. Och om livet hittar ett sätt i jordens extrema miljöer, då är det rimligt att det skulle kunna göra detsamma under de hårda förhållanden som finns på Mars eller till och med Venus.
Denna logik utgör grunden för planetariskt skydd och driver dess två huvudprioriteringar:att förhindra kontaminering framåt och bakåt. Framåtkontaminering uppstår när jordbaserade mikrober åker på en NASA-raket (eller en NASA-astronaut), landa på en annan kropp i solsystemet och, en gång där, besluta att stanna kvar. Faktiskt, till en härdig mikrobe, Marsjorden representerar bara en mer extrem miljö som den måste anpassa sig till. Det omvända kan hända lika enkelt. I ryggkontaminering , ett utomjordiskt fel, hunkade ner i den karga jorden på sin hemplanet, kunde fästa på en astronauts känga, resa till jorden och börja leva stort i sitt nya, femstjärnig resort.
NASA utformar sitt planetariska skyddsprogram för att förhindra någon typ av kontaminering. Hur det lyckas med den fantastiska bedriften är nästa.
Vi är alla marsmänniskorVi vet att det är konstigt att tänka på dig själv som en marsman, men tänk på de cirka 60 meteoriter som finns på jorden som forskare tror är säkra från Mars. Några av dessa så kallade Mars-meteoriter, när den skärs tunt och ses under kraftfulla mikroskop, verkar ha strukturer som påminner om enkla typer av bakterier som finns på jorden. Juryn är fortfarande ute på beviset hittills, men konceptet har inte avfärdats helt.
NASA:s planetariska skyddskontor klassificerar uppdrag i fem olika kategorier, beroende på hotet om kontaminering framåt eller bakåt. Med tanke på att en enda person har fler bakterier på kroppen än det finns människor i USA och att överväga en enda NASA-raket eller sond är ett praktiskt projekt för tusentals arbetare, det kan verka som en idiotens ärende att försöka sanera en rymdfarkost [källa:Hurst och Reynolds]. Sedan igen, skeptiker hånade tanken på att skicka människor till månen och återlämna dem säkert. För att hantera dessa komplexa scenarier, NASA -planerare gör vad de alltid gör:de bryter ner problemet och ser till att varje liten bit har en adekvat lösning.
För planetariskt skydd, denna noggranna process börjar med att definiera uppdraget i termer av målkroppen (låt oss säga Mars), typen av möte (landa och driva en obemannad rover vid namn Curiosity) och de specifika målen (ta reda på om Mars kunde ha stött livet genom att göra massor av kemisk analys på Mars -prover).
Eftersom varje typ av uppdrag presenterar unika föroreningar, Planetary Protection Officer fastställer specifika krav baserat på den aktuella vetenskapliga kunskapen och input från rådgivande organ. Han eller hon överför dessa krav till ingenjörer och planerare, som måste införliva dem när de bygger, testa och utveckla uppdragskomponenter. I NASA:s nuvarande politik, befälet kommer att klassificera ett uppdrag i en av fem kategorier, var och en med sina egna planetära skyddskrav (se tabell).
Strax, vi får se hur NASA bekämpar alla dessa kontamineringsrisker.
Den ingenjören är sportig renrum avslappnad på NASA:s Jet Propulsion Laboratory. Bild med tillstånd av NASA Kom ihåg hur NASA först bad biologerna vid Fort Detrick att utveckla effektiva metoder för att minska antalet mikroorganismer på utgående rymdfarkoster - vad insiders kallar för minskning av biobördan ? Väl, som fler uppdrag kom online, vi blev bättre på planetskydd. Till exempel, NASA -tjänstemän implementerade strikta karantänregler för besättningen för de tidiga Apollo -uppdragen eftersom de inte visste om det fanns månmikrober eller inte. Efter tidiga tester av månprover, dock, forskare bestämde att månen aldrig hade liv, så karantänprocedurer för besättningen var ute genom fönstret efter den tredje Apollo -resan.
Vikingauppdragen i mitten av 1970-talet var lika viktiga för planetariskt skydd som Apollon, och ledde till utvecklingen av många tekniker som fortfarande används idag.
Självklart, de tekniker vi hittills har täckt minskar bara biobördan på en rymdfarkosts metallytor. NASA oroar sig också för något som kallas inkapslad börda - bakterier begravda djupt inne i icke-metalliskt rymdfarkostmaterial. Om en orbiter eller landare av misstag träffar sitt mål, något som kallas en oavsiktlig påverkan i NASA-tal, dessa inkapslade mikrober kunde frigöras, upphäva missionens planetariska insatser.
För att skydda mot att detta händer, missionsplanerare använder en teknik som kallas banförspänning . Så här fungerar det:Först, flygingenjörer riktar rymdfarkosten så att den kommer att missa sitt mål med hundratals eller till och med tusentals kilometer. Sedan, efter lanseringen, de spårar fartyget noggrant och eftersom de blir mer säkra på att det är på väg och svarar bra, de börjar korrigera banan långsamt över tiden. Om de någonsin tappar kontakten med rymdfarkosten och inte längre kan kontrollera den, de vet att det är mycket mindre sannolikt att det kommer att göra en oavsiktlig påverkan med målkroppen.
Jord-returuppdrag använder alla dessa tekniker för utresan. Inresan kräver ett par steg för att se till att astronauter eller prover som återkommer inte förorenar jordens biosfär.
Du tittar på de tre Apollo 11 -astronauterna, plus en medlem i återhämtningsteamet, alla klädda i sina STORA efter att astronauterna extraherats från kommandomodulen. Bild med tillstånd av NASA/Newsmakers När NASA siktade på månen på 1960 -talet, ingen visste om måndamm innehöll exotiska livsformer eller inte. Tänk om en otäck bugg bodde hos vår närmaste himmelska granne? Och vad händer om buggen tog sig tillbaka till jorden och störde planetens känsliga ekologiska balans? Dessa var inte bara bekymmer för det amerikanska rymdprogrammet. Nej, författaren Michael Crichton poserade dem, för.
I maj 1969, bara två månader innan Apollo 11 skulle bära de första människorna som gick på en annan himlakropp, Crichton publicerade "The Andromeda Strain, "en varningssaga om farliga mikroorganismer som transporteras till jorden på ett rymdfarkoster. Bästsäljaren tänder rädslor om konsekvenserna av ett rymduppdrag som förorenar vår planet. NASA, självklart, hade redan arbetat hårt för att utveckla stränga planetariska skyddsriktlinjer då, men det fördubblade sina ansträngningar för att lindra allmänhetens oro.
Som vi pratade om, NASA skulle i slutändan anse månen oförmögen att stödja liv och underlätta sina riktlinjer för planetariskt skydd kring månuppdrag, men det tidiga Apolloprogrammet, särskilt Apollo 11, modellerar hur rymdbyrån har minimerat tidigare risker för ryggkontaminering. NASA:s tillvägagångssätt behandlade tre huvudproblem:det återvändande rymdfarkosten, astronauterna och eventuella prover som bärs tillbaka. Låt oss börja med astronauterna.
När Columbia Command Module plaskade ner i Stilla havet den 24 juli, 1969, en räddningsbesättning hoppade från en helikopter till det flytande rymdfarkosten. Efter att ha fäst en flotationskrage på båten och blåst upp flottar, en av besättningsmedlemmarna öppnade luckan till modulen, gått över tre biologiska isoleringsplagg ( STORA ) och tätade snabbt tillbaka luckan. Denna besättningsmedlem bar också en av dräkterna för att förhindra kontaminering under överlämnandet.
När astronauterna förseglade sig säkert i sina skyddande plagg, kommandomodulluckan öppnades igen, och de klättrade ombord på en av flottarna. Alla tre astronauterna fick ett blekbaserat svampbad och väntade sedan när medlemmen i återhämtningsbesättningen torkade ner luckan och avgasventilerna i kommandomodulen med jodlösning. Sedan hissade personerna på helikoptern astronauterna ur vattnet och bar dem till däcket på USS Hornet. Efter en hissresa ner till lägre däck, de gick ut och gick till mobil karantänanläggning ( MQF ), en sluten kammare som skulle vara deras hem i flera dagar.
Fartyget transporterade anläggningen, med Apollo -besättningen förseglad inuti, till Honolulu. Sedan bar ett flygplan det till Houston, där en väntande lastbil visste astronauterna till Lunar mottagande laboratorium , eller LRL . Den 27 juli, astronauterna gick från MQF genom en förseglad tunnel in i laboratoriets bemanningsområde. Astronauterna förblev under karantän i Houston till den 10 augusti, medan ett team av läkare övervakade deras hälsa och tittade efter eventuella infektioner. När ingen utvecklats, de ansågs friska och fria från månpatogener.
Hallå, um, Neil, snabb sak innan du går:Försök att inte ta tillbaka några mördande månmikrober, OK? Central Press/Getty Images När astronauterna var säkert säkrade i MQF, återhämtningsbesättningen arbetade med att få Columbia Command Module ombord på Hornet. En skeppskran lyfte rymdfarkosten från vattnet och placerade den på en hiss. Sedan sänktes den till samma däck som MQF. Där, en plasttunnel placerades mellan kommandomodulen och karantänanläggningen så att månprover och filmskott under uppdraget kunde överföras till MQF utan rädsla för kontaminering. Den 30 juli, rymdfarkosten anlände till Houston vid LRL, där återvinningsingenjörer tog bort och packade all utrustning för karantän. Sedan torkade de insidan med desinfektionsmedel, värmde den till 110 grader Fahrenheit (43 grader Celsius) och fyllde den med formaldehydgas i 24 timmar. Som en försiktighetsåtgärd, återhämtningsbesättningen förblev också i karantän tillsammans med Apollo -astronauterna.
Vad hände med proverna? Hanterare tog bort dem från MQF med hjälp av saneringslås. Sedan tog de sig också tillbaka till LRL. De anlände i lufttäta resväskor som kallas Apollo Lunar Sample Return Containers , eller ALSRC . Hanterare på labbet steriliserade utsidan av resväskorna genom att först utsätta dem för ultraviolett ljus och sedan tvätta dem i perättiksyra , en biocid som vanligtvis används i livsmedels- och dryckesmiljöer. Efter sköljning med sterilt vatten, hanterare passerade ALSRC genom ett vakuumlås in i handskfacket för vakuumkammaren. Alla tidiga tester på månproverna ägde rum i handskfacket, som fungerade som en lufttät barriär för att hindra alla mikrober från att fly. I augusti 1969, efter intensiv biologisk och kemisk analys, LRL -tjänstemän förklarade månproverna fria från månmikroorganismer och släppte dem från karantän.
Det kan låta som många försiktighetsåtgärder, men vissa har hävdat att de planetariska skyddsåtgärder som NASA använde för Apollo 11 i bästa fall var meningslösa. Trots allt, när Columbia Command Module plaskade in i Stilla havet, inga skyddsåtgärder fanns för att fånga en irriterande mikrobe som på något sätt kan ha överlevt återinträde i jordens atmosfär. Och analysen av månproverna avbröts vid ett tillfälle när arbetarna fruktade att handskfacket i vakuumkammaren kan ha läckage. Tänk om månen verkligen stödde livet? Och tänk om en av dessa månlivsformer skakade fri från rymdfarkosten Columbia, bosatte sig på havsbotten och koloniserades? Är det ren science fiction? Eller kanske en oundviklig verklighet som vi, rymdfärda människor som vi är, utforska mer och mer av våra stora, mystiskt universum?
Gör lite forskning om planetskydd, och du kommer att stöta på Michael Crichtons "The Andromeda Strain". Men om du vill ha en campier ta på ämnet, hämta (eller ladda ner) 1982 -filmen "Creepshow." I det, det finns en historia som heter "Jordens Verrills ensamma död", "som har Stephen King i samma roll. Jordy är en bonde som hittar en meteorit och tror att det är hans gyllene biljett. Tyvärr, meteoriten bär främmande sporer som gör den stackars killen till ett vandrande ogräs. Det är inget lyckligt slut, men det är en intressant syn på planetariskt skydd.
VetenskapAstronomivillkorFloating PlanetScienceAstronomyHow Nomad Planets WorkScienceSpace ExplorationHow Planet Hunting WorksScienceSolsystemet Varför betraktas Pluto inte längre som en planet? ScienceFuture SpaceHur kommer vi att kolonisera andra planeter? ScienceGeophysicsHur mycket väger planeten jorden? ScienceSolsystemet Varför tog det så lång tid att "upptäcka"? Vetenskap Solsystemet Vad är planeterna i solsystemet? Vetenskap Solsystemet Regnar det på andra planeter? Vetenskap Solsystemet Jupiter:Yokozuna av gasjättar, Banisher of PlanetsScienceThe Solar SystemHur kan planeter bildas? ScienceStarsWhite Dwarfs Can Shred Planets to PiecesScienceThe Solar SystemVem namngav Planet Earth? ScienceSpace Exploration Behöver en planet kontinenter för att stödja liv? ScienceSolsystemets planet nio egentligen ett urhål svart? ScienceSpace ExplorationHow många planeter i universum kan stödja livet? ScienceStars Kan en planet existera utan en värdstjärna? Vetenskap Solsystemet Varför är planeter nästan sfäriska? Vetenskap Solsystemet NASA tillkännager nytt solsystem packat med sju planeterScienceSolsystemetPluto:Är det trots allt en planet? ScienceSolsystemet Haumea, en dvärgplanet i Kuiperbältet, Har sin egen RingScienceSpace ExplorationNy NASA -satellit jagar efter avlägsna planeterScienceSolsystemetAntik utplånning av dvärgplaneter kan ha skapat Saturnus ringarScienceSolsystemet är jorden den enda planeten med tektoniska plattor? ScienceStars Hur upptäcker astronomer att en stjärna har en planet som kretsar det? ScienceSpace Exploration vatten på exoplaneter? Vetenskap Solsystemet Sanningen bakom Rogue Planet NibiruScienceSolsystemetUranus:Planeten på en mycket lutad axelScienceSolsystemetPlaneter:När månarna blir planeterScienceAstronomi VillkorPlanetariumScienceRymdutforskning10 Anmärkningsvärda planetar SystemScienceStars Så här kommer vi att upptäcka liv på avlägsna exoplaneterScienceSpace ExplorationNASAs Kepler Mission lägger till 100 främmande världar till Exoplanet TallyScienceSpace ExplorationKan amatörastro nomers upptäcker exoplaneter? ScienceFuture Space10 Bästa idéer för interplanetär kommunikationVetenskapUtforskning av rymdenLISA:Upptäcka exoplaneter med gravitationsvågorScienceSolsystemetHur NASA planetskydd fungerarVetenskapAstronomiska villkorPlanetesimal hypotes UnderhållningMinnesvärda filmer I "Star Wars" blir hela stjärnor och planeter förstörda - är det möjligt?
