物理科技生物学-PHYICA

新的“行星刘嘉玲模特隔离”报告回顾了地球受到外来污染的风险

天文学与空间 2021-12-05 00:01:10

作者:斯坦福大学的克尔坦 艺术家绘制的离开月球殖民地的宇宙飞船

信用:SpaceX 在迈克尔·克莱顿1969年的小说《仙女座菌株》中,一种致命的外星微生物搭乘一颗被击落的军事卫星来到地球,科学家们必须竞相遏制它

虽然是虚构的,但该情节探索了美国宇航局和世界各国政府共同的一个非常真实和长期的担忧:太空行走的人类,或者我们的机器人使者,可能会无意中用外星生命污染地球,或者从生物上污染我们访问的其他星球

斯坦福大学航空航天副教授斯科特·哈伯德说:“这是一种古老的恐惧,在新冠肺炎时代有了新的意义。”

哈伯德说:“我从载人航天领域的一些同事那里听说,他们可以看到,在目前的环境下,公众可能会变得更加担心带回一些外来微生物、病毒或污染物。”哈伯德也是美国国家航空航天局埃姆斯项目的前主任和第一任火星项目主任

哈伯德是美国国家科学、工程和医学科学院上个月发布的一份新报告的合著者,该报告回顾了与“行星保护”或“行星隔离”——保护地球和其他世界免受生物交叉污染——相关的最新发现和建议

在这里,哈伯德讨论了行星保护的悠久历史,埃隆·马斯克(Elon Musk)将特斯拉跑车(Tesla Roadster)发射到太空所带来的困境,以及美国国家航空航天局(NASA)即将进行的火星样本返回(Mars Sample Return)任务所采取的预防措施,该任务计划于今年夏天随着航天局的“毅力漫游者”(Persistent Rover)发射而启动。

对行星保护的担忧可以追溯到太空时代的最初几年

你能简要解释一下这个术语的含义吗? 甚至在史泼尼克号之前,就有科学会议讨论了太空探索的潜力:a)将地球上的微生物带到其他世界,从而混淆或污染未来的科学研究,或者b)将外星生命送回地球,从而可能威胁到我们自己的生物圈

前者被称为“前向污染”,后者被定义为“后向或后向污染”

“这些概念被编入1967年的《外层空间条约》,该条约已由包括美国在内的120多个国家签署

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报告指出,“新的空间活动和探索和利用空间的参与者的出现”提出了有关行星保护的新问题

有哪些新发展的例子,它们提出了哪些挑战和关切? 这句话主要指的是太空企业家,如埃隆·马斯克(Elon Musk),他驾驶猎鹰重型火箭将自己的樱桃红特斯拉跑车发射到类似火星的绕日轨道上

我们需要某种方式来了解他们是否遵循适当的工艺程序

它还捕捉到了新出现的问题,例如人类火星任务的严肃规划,包括马斯克希望在2024年前把人送到红色星球

还有小型卫星或立方体卫星的出现和爆炸

此外,一些具有非常复杂的行星保护要求的非常具有挑战性的新科学任务正在进行中,例如火星样品返回和木卫二到木星卫星的快船

最后,比以前有更多的国际玩家可能没有处理PP问题的经验

你能总结一下这份新报告的主要发现和建议吗? 首先,美国国家航空航天局和全世界需要认真规划正在出现的深空商业/企业空间活动

复杂的是,美国国家航空航天局是一个拥有大量工艺程序专业知识的任务机构,但不是像联邦航空管理局那样的监管机构,后者对工艺程序知之甚少,但却为商业发射发放许可证

我们的委员会得出结论,《外层空间条约》适用于政府和私营部门,很明显,美国的一些实体

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政府需要“不断授权和监督”私人空间活动

接下来,随着人类登陆火星的可能性越来越现实,我们的报告建议美国宇航局进行研究,看看是否有一个火星“探索区”,在那里人类可以登陆,如果发生污染,不会造成伤害

宇航服可能会泄漏或“吹出”,可能会释放各种地球微生物,污染未来任何科学任务的表面

最后,大学和公司都在以非常低的成本开发有潜力进入深空的小型航天器,我们强调了对这些小型航天器是否会因工艺程序要求的成本而负担过重的担忧

斯坦福开发了一些最早的小型卫星,叫做立方体卫星

可以采取哪些行动来减少航天器上的“生物负担”的例子? 过去有大量预算的任务——如20世纪70年代中期的“海盗一号”和“海盗二号”——能够利用热量对整个航天器进行消毒

出于各种原因,这种方法在今天是不可能的

然而,化学清洗、热杀菌、减少在高度消毒的空间辐射环境中花费的时间以及巧妙的机械系统的组合已被证明在满足要求方面是有效的

人类显然不能像机器人一样被清洁,所以需要更多地关注宇航服、人类栖息地和使用机器人作为助手

美国宇航局可以采取什么措施来防止其计划中的火星样品返回(MSR)任务中的意外生物污染? 为了控制向前的污染,从地球送来的硬件将被彻底清洁

火星2020号(毅力漫游者)上装有样本的试管已经过高温烘烤

为了防止反向污染,主要的努力是“打破返回的航天器和火星岩石样本之间的接触链”

例如,计划采用自动密封和焊接技术来创建三级或四级安全壳

在我和科学界看来,来自火星的有数百万年历史的岩石包含可能感染地球的活跃生命形式的可能性极低

但是,MSR返回的样本将被隔离,并像对待埃博拉病毒一样对待,直到证明是安全的

至于人类,最初几次登月任务中的阿波罗宇航员被隔离,以确保他们没有生病的迹象

一旦发现月球不构成危险,隔离就被取消了

从火星返回的人类无疑会遵循这样的程序

该报告是在本次大流行之前完成的

如果你今天写报告,你或国家科学院会有什么不同的做法吗? 关于科学和技术,我想我们会提供大致相同的报告

然而,我们写了一小部分,建议美国国家航空航天局和一个推荐的新咨询小组采取非常积极的方法,教育公众采取非常措施隔离返回的样本并保护公众

在COVID时代,应该强调这一部分

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