I Michael Crichtons roman The Andromeda Strain från 1969, en dödlig främmande mikrob åker till jorden ombord på en nedskjuten militärsatellit och forskare måste tävla för att stoppa den. Även om det är fiktivt, handlingen utforskar en mycket verklig och långvarig oro som delas av NASA och världens regeringar:att rymdfarande människor, eller våra robotutsände, kan omedvetet förorena jorden med utomjordiskt liv eller annars biologiskt förorena andra planeter vi besöker.

Det är en gammal rädsla som har fått en ny relevans under covid-19-epok, sa Scott Hubbard, en adjungerad professor i flygteknik och astronautik vid Stanford University.

"Jag har hört från några kollegor inom området mänskliga rymdfärder att de kan se hur, i den nuvarande miljön, allmänheten skulle kunna bli mer oroad över att få tillbaka någon främmande mikrob, virus eller kontaminering, sa Hubbard, som också är den tidigare direktören för NASA Ames och den första programchefen för Mars.

Hubbard är medförfattare till en ny rapport som publicerades förra månaden av National Academies of Sciences, Ingenjörsvetenskap och medicin som granskar de senaste fynden och rekommendationer relaterade till "planetärt skydd" eller "planetär karantän" - skyddet av jorden och andra världar från biologisk korskontaminering.

Här, Hubbard diskuterar planetskyddets långa historia, dilemmat av Elon Musk som skjuter upp en Tesla Roadster i rymden, och de försiktighetsåtgärder som finns för att skydda mot kontaminering av NASA:s kommande Mars Sample Return-uppdrag, som är planerad att starta i sommar med lanseringen av rymdorganisationens Perseverance Rover.

Oron för planetskyddet går tillbaka till de tidigaste åren av rymdåldern. Kan du kort förklara vad begreppet betyder?

Redan före Sputnik, det var vetenskapliga möten som diskuterade potentialen för rymdutforskning för att a) föra jordiska mikrober till andra världar, och därmed förvirrar eller förorenar framtida vetenskapliga undersökningar, eller b) återföra främmande liv till jorden och därmed möjligen hota vår egen biosfär. Den förstnämnda frågan kallas "framåtkontamination" och den senare definieras som "bakåt- eller bakåtkontamination". Dessa begrepp kodifierades i Outer Space Treaty (OST) från 1967, som har undertecknats av över 120 länder, inklusive U.S.A.

Rapporten noterar att "tillkomsten av nya rymdaktiviteter och aktörer i utforskning och användning av rymden" väcker nya frågor när det gäller planetskydd (PP). Vilka är några exempel på ny utveckling och vilka utmaningar och problem väcker de?

Denna fras syftar främst på rymdföretagare som Elon Musk (SpaceX), som sköt upp sin egen körsbärsröda Tesla Roadster till en Mars-liknande bana runt solen ombord på en Falcon Heavy-raket. Vi behöver något sätt att veta om de följer lämpliga PP-procedurer.

Den fångar också upp nya problem, som seriös planering för mänskliga Mars-uppdrag, inklusive Musks strävan att skicka människor till den röda planeten senast 2024. Det finns också tillkomsten och explosionen av smallsats eller cubesats. Dessutom, några mycket utmanande nya vetenskapsuppdrag med mycket komplexa planetskyddskrav som Mars Sample Return och Europa Clipper to a moon of Jupiter pågår. Till sist, det finns många fler internationella aktörer än tidigare som kanske inte har erfarenhet av PP-frågor.

Kan du sammanfatta de viktigaste resultaten och rekommendationerna från denna nya rapport?

Först, NASA och världen måste seriöst planera för framväxande kommersiella/entreprenöriella rymdaktiviteter i rymden. Komplikationen är att NASA är en uppdragsbyrå med enorm PP-expertis men inte en tillsynsmyndighet som Federal Aviation Administration, som har lite PP-kunskap men utfärdar licenser för kommersiella lanseringar.

Vår kommitté drog slutsatsen att Yttre rymdfördraget gällde både regeringen och den privata sektorn, och att det var mycket tydligt att någon enhet i den amerikanska regeringen behövde "ständigt godkänna och övervaka" privata aktiviteter i rymden.

Nästa, med sannolikheten att människor landar på Mars allt mer realistiskt, våra rapporter rekommenderar att NASA genomför forskning för att se om det kan finnas en Mars "utforskningszon" där människor kan landa och kontaminera, om det inträffar, skulle inte göra någon skada. Rymddräkter kan läcka eller "blåsa ut, " potentiellt släppa ut alla slags jordiska mikrober och förorena ytan för framtida vetenskapsuppdrag.

Slutligen, små rymdfarkoster med potential att gå ut i rymden utvecklas till mycket låg kostnad vid både universitet och företag och vi lyfte fram oro för huruvida dessa små rymdfarkoster kommer att belastas alltför mycket av kostnaderna för PP-krav. Stanford utvecklade några av de allra första småsatsarna, kallas cubesats.

Vilka är några exempel på åtgärder som kan vidtas för att minska "biobördan" på rymdfarkoster?

Tidigare uppdrag med stora budgetar – som Viking I och II till Mars i mitten av 1970-talet – kunde använda värme för att sterilisera hela rymdfarkoster. Det tillvägagångssättet är inte möjligt idag av olika anledningar. Dock, kombinationer av kemisk rengöring, värmesterilisering, att tillämpa reduktionskredit för tid som spenderats i den mycket steriliserande rymdstrålningsmiljön och smarta mekaniska system har visat sig vara effektiva för att uppfylla kraven.

Människor kan uppenbarligen inte rengöras som robotar, så mycket mer uppmärksamhet åt rymddräkter, mänskliga livsmiljöer och att använda robotar som assistenter krävs.

Vilka åtgärder kan NASA vidta för att skydda sig mot oavsiktlig biologisk kontaminering för sitt planerade Martian Sample Return (MSR)-uppdrag?

För att kontrollera kontaminering framåt, hårdvaran som skickas från jorden kommer att rengöras noggrant. Rören som ska innehålla provet som finns ombord på Mars 2020 (Perseverance Rover) har bakats vid hög temperatur.

För att skydda mot ryggsmitta, det finns en stor ansträngning för att "bryta kontaktkedjan" mellan det återvändande rymdskeppet och Mars stenprover. Till exempel, autonoma tätnings- och svetstekniker för att skapa tre eller fyra nivåer av inneslutning planeras.

Enligt min åsikt, och vetenskapssamfundet, chansen att stenar från Mars som är miljontals år gamla kommer att innehålla en aktiv livsform som kan infektera jorden är extremt liten. Men, proverna som returneras av MSR kommer att sättas i karantän och behandlas som om de vore ebolavirus tills de bevisats vara säkra.

När det gäller människor, Apollo-astronauterna från de första månuppdragen sattes i karantän för att säkerställa att de inte visade några tecken på sjukdom. När man väl upptäckte att månen inte utgjorde någon risk, karantänen avskaffades. En sådan procedur kommer utan tvekan att följas för människor som återvänder från Mars.

Denna rapport färdigställdes före den pågående pandemin. Finns det något du eller Riksakademierna skulle ha gjort annorlunda om du skrivit rapporten idag?

När det gäller vetenskap och teknik, Jag tror att vi skulle ha lämnat ungefär samma rapport. Dock, vi skrev ett litet avsnitt som föreslog att NASA och en rekommenderad ny rådgivande grupp tar ett mycket proaktivt tillvägagångssätt för att utbilda allmänheten om de extraordinära åtgärder som vidtas för att fånga de returnerade proverna och skydda allmänheten. I covid-eran, detta avsnitt bör betonas.