De recente ontdekking van de exoplaneet Kepler-452b, die qua karakteristieken zeer dicht bij de aarde staat, heeft opnieuw de interesse gewekt voor een mogelijke ontmoeting met buitenaards leven. Dit probleem is echter al lang in een praktisch niveau vertaald: aan het begin van het ruimtetijdperk ontwikkelden de USSR en de VS een verenigd systeem om de aarde te beschermen tegen buitenaardse micro-organismen - en vice versa.
Wat zijn de voor- en nadelen van dit systeem? En bieden de laatste ontdekkingen van astrobiologen en planetaire wetenschappers aanleiding om de strikte quarantainevoorschriften af te zwakken? Nu zullen we proberen het uit te zoeken …
Je kunt het leven van iemand anders niet op onze planeet laten leven - en op dezelfde manier kun je buitenlandse planeten niet met je leven besmetten, als er zelfs maar een vermoeden van jezelf is. Deze mantra, zij het een beetje met andere woorden, klonk op aarde bijna aan het begin van het tijdperk van ruimteverkenning. In 1967, midden in de Koude Oorlog, sloten de USSR en de VS, op dat moment de enige landen die in staat waren tot een dergelijke verkenning, het Outer Space Treaty ('Verdrag inzake de principes die de activiteiten van staten regelen bij het onderzoek en het gebruik van de ruimte, inclusief de maan en andere hemellichamen').), waar met name het principe van niet-infectie voor het eerst werd afgekondigd.
Hoofdstuk IX luidt: “ De Staten die partij zijn bij het Verdrag zullen de ruimte, met inbegrip van de maan en andere hemellichamen, bestuderen en verkennen op een zodanige manier dat hun schadelijke vervuiling, evenals ongunstige veranderingen in het milieu op aarde als gevolg van de afgifte van buitenaardse materie, en voor dit doel, in het geval passende maatregelen nemen."
Het is merkwaardig dat sindsdien en tot op de dag van vandaag niets zoals dit overleg tussen de leden van de zich snel uitbreidende club van ruimtestaten ooit heeft plaatsgevonden - in ieder geval weet het publiek er niets van. We durven te suggereren dat in wat, in wat en in dit, elk ruimtevaartland volledig solidair was met de partijen bij het verdrag.
Wat te doen
Het probleem is dat er een halve eeuw is verstreken sinds de ondertekening van dit verdrag en dat wetenschappers nog steeds geen overeenstemming hebben bereikt over hoe ze eraan moeten voldoen. Het is duidelijk dat als we plotseling groene mannen tegenkomen, en zelfs uitgerust met wapens, we zullen proberen weg te blijven van hen, tenzij we ambassades uitwisselen, op betrouwbare wijze geblokkeerd voor buitenaardse invloeden en hoogstwaarschijnlijk op de dichtstbijzijnde satellieten worden geplaatst, zonder enige schijn van leven. We hebben het echter in de eerste plaats niet over deze sciencefiction, maar over de bescherming van terrestrische micro-organismen tegen buitenaardse wezens en vice versa. Daarom wordt de vervuiling waarnaar in het Outer Space Treaty wordt verwezen door wetenschappers in twee categorieën verdeeld: directe besmetting van buitenaards microleven door onze microben (voorwaartse besmetting) en omgekeerde (rugverontreiniging).waarin de infectie van de biosfeer van de aarde door buitenaardse organismen mogelijk is.
Promotie video:
Astronaut Neil Armstrong geeft zijn zonen een kus vanuit de quarantaine in Houston nadat hij op 27 juli 1969 is teruggekeerd van de maan.
We benadrukken: tijdens onze ruimtereizen zijn nog geen sporen van buitenaardse eencellige organismen gevonden, dus het is mogelijk dat ze dat helemaal niet zijn. Op basis van algemene overwegingen moet echter nog steeds worden aangenomen dat ze bestaan en in overvloed, dus we kunnen de mogelijkheid van zowel directe als omgekeerde vervuiling niet uitsluiten.
Het is ook mogelijk dat als er gevaar voor vervuiling is, het klein is - zelfs als een vreemde microbe, vreemde sporen of bacterie in terrestrische omstandigheden terechtkomt, zal de vreemdeling onder de talloze onbekende micro-organismen waartegen hij geen bescherming heeft, met grote waarschijnlijkheid sterven. zoals is gebeurd met de oorlogvoerende Mars-aliens in HG Wells 'War of the Worlds. Als het echter toch overleeft en zich begint te vermenigvuldigen, zal de situatie op zijn kop draaien en zal het al een fatale bedreiging voor het leven op onze planeet worden. Hetzelfde geldt voor terrestrische micro-organismen die andere planeten binnendringen, waar ze vermoedelijk hun eigen leven kunnen hebben, en daarom moet het principe van "niet infecteren", met alle onwaarschijnlijke waarschijnlijkheid van eencellige apocalyps, strikt worden nageleefd.
Omgekeerde vervuiling
Mensen zijn vooral bezig met omgekeerde vervuiling: het is belangrijk om te begrijpen hoe dodelijke invasie van buitenaf kan worden voorkomen. Omdat er nog geen buitenaardse micro-organismen zijn gevonden, werken wetenschappers met terrestrische baby's - extremofielen die in extreme omstandigheden kunnen leven en zich voortplanten - bij zeer hoge temperaturen, in de koude ruimte, bij overmatige druk, hoge straling. Het is niet bekend of de extremofielen die in ons land bestaan in staat zijn om de biota van een hele planeet te vernietigen, die niet voorbereid is op hun aanval, maar het feit dat deze theoretische moordenaars extremofielen moeten zijn, staat buiten kijf. En zulke extremofielen, zo blijkt, zijn voldoende op aarde.
En we hebben het niet alleen over bacteriën die diep in de ruimte of in kernreactoren met miljoenen stralingen kunnen leven, maar organismen zijn zelfs nog complexer die bestand zijn tegen 'extreem'. Het Moscow Institute of Biomedical Problems van de Russian Academy of Sciences voert bijvoorbeeld al ongeveer tien jaar experimenten uit op het ISS, waarbij containers met verschillende organismen op het buitenoppervlak van het station worden geïnstalleerd en daar maanden of zelfs jaren worden bewaard. Als gevolg hiervan bleek dat naast de sporen van bacteriën - kampioenen in overleving - in een vacuüm en temperatuurveranderingen van minus 90 naar plus 90 graden Celsius, sommige sporen van schimmels erin slagen te overleven, zelfs na 31 maanden komen muggenlarven tot leven, spruiten radijs en gerstaren.
Micro-organisme stammen van het International Space Station.
Het probleem van bescherming tegen herinfectie vanuit de theorie veranderde in een praktisch vliegtuig in de jaren 60, toen Amerikaanse astronauten de maan bezochten en terugkeerden met maanbodemmonsters. In die tijd wisten wetenschappers niet of er leven op de maan was (natuurlijk in de vorm van bacteriën, geen groene mannen), en bescherming tegen vermeende maanbewoners was erg omslachtig en ernstig, hoewel het hoofdprincipe eenvoudig was: 'was bij het weggaan je handen en veeg je voeten. Terwijl ze op de maan waren, probeerden de kosmonauten geen stof mee te nemen in de terugkeermodule en het niet te laten bezinken op het oppervlak van het ruimtevaartuig. Bij terugkomst waren de leden van de maanexpeditie drie weken in quarantaine en werden de monsters bestudeerd in een speciaal laboratorium in Houston, waarbij alle voorzorgsmaatregelen werden genomen totdat werd bewezen dat ze geen maan-micro-organismen bevatten.
De beschermingsmethoden van NASA tegen besmetting door mogelijke levering van bodemmonsters van Mars naar de aarde zijn zelfs nog ernstiger. Het principe van "het verbreken van het contactcircuit" zal hier werken, waarbij apparatuur die direct of indirect contact heeft gehad met Mars niet zal terugkeren naar de aarde. Voordat ze aan boord gaan, worden bodemmonsters verpakt in een speciale container en op aarde worden ze bestudeerd in overeenstemming met de voorzorgsmaatregelen die tegenwoordig worden gebruikt bij het werken met het ebolavirus. In de tussentijd bestaan laboratoria die zijn uitgerust in overeenstemming met deze vereisten, volgens vertegenwoordigers van NASA, niet en het is niet bekend wanneer ze zullen worden gemaakt.
Toegegeven, er is nog tijd. Ten eerste zijn er hoogstwaarschijnlijk geen micro-organismen op het oppervlak van Mars: vele honderden miljoenen jaren van superdrought hadden ze vernietigd moeten hebben. Als ze het overleefden, was het diep onder de oppervlakte, waar het water bewaard bleef, en volgens wetenschappers wachten op die diepten verbluffende verrassingen op ons. Ten tweede is een terugreis naar de Rode Planeet nog niet in voorbereiding, aangezien zo'n bezoek vandaag onbetaalbaar zal zijn.
Boordwerktuigkundige Donald Pettit (ISS Expeditie 6) verzamelt watermonsters voor analyse (boiler in de Zvezda-module).
En hier worden wetenschappers geconfronteerd met een paradox. Enerzijds bieden zelfs vandaag de dag onbereikbare voorzorgsmaatregelen geen 100% garantie dat de aarde tegen een buitenaards dodelijk virus wordt beschermd, omdat we gewoon niet weten waar we mee te maken zullen krijgen. Aan de andere kant, als we niets levend naar de aarde kunnen brengen, zijn we dienovereenkomstig niet in staat om dit levende wezen te bestuderen. Het systeem lijdt dus aan zowel onvolledigheid als redundantie.
Directe vervuiling
Directe vervuiling is ook niet eenvoudig. Hoewel dit deel van het Outer Space Treaty is gebaseerd op een nobele wens om andere werelden niet te schaden, maken wetenschappers zich meer zorgen over een ander aspect van de besmetting van buitenaardse biota met terrestrische microben. Ze zijn bang voor de moeilijkheden die dergelijke vervuiling met zich meebrengt bij het zoeken naar micro-organismen op Mars, of in ieder geval chemische sporen van hun metabolisme. Het is onwaarschijnlijk dat de terrestrische bacterie een bloedbad zal veroorzaken voor de inwoners van de Rode Planeet, maar nadat hij in de grond is doorgedrongen, kan hij muteren, zich aanpassen aan nieuwe levensomstandigheden, en wanneer hij wordt gevonden, wordt hij mogelijk niet herkend en aangezien voor een plaatselijke bewoner.
De procedure die directe besmetting moet voorkomen, is sterilisatie. Voor de start warmt NASA alle delen van het ruimtevaartuig op tot 110 graden (boven het kookpunt van water), waardoor de meeste micro-organismen worden vernietigd. Die onderdelen die niet kunnen worden opgewarmd, worden gewassen met alcohol. Onze specialisten, die zich voorbereidden op de vlucht naar Mars die in 1994 nooit heeft plaatsgevonden, hebben alle componenten van het ruimtevaartuig (behalve de elektronica) blootgesteld aan gammastraling. Maar noch deze maatregel, noch extra "sterilisatie" tijdens de passage van het schip door de dichte lagen van de atmosfeer kan alle microben op het oppervlak vernietigen. Er wordt aangenomen dat een schip op een planeet kan worden geplant als er na verwerking niet meer dan 500 sporen op een vierkante meter van het oppervlak achterblijven. Dus? Dus desinfectie werkt niet?
Als er kolonisten op Mars verschijnen, gaat elke uitgang naar de oppervlakte ook gepaard met sterilisatie, waarvan de procedure vergelijkbaar zal zijn met die welke wordt gebruikt bij het werken met het reeds genoemde ebolavirus. Dit zal de kosten van een toch al dure missie van de toekomst aanzienlijk verhogen en het werk van onderzoekers enorm bemoeilijken.
Onlangs is hierover in de wetenschappelijke gemeenschap een controverse uitgebroken. In 2013 publiceerden Dirk Schulze-Makuch, een astrobioloog aan de Universiteit van Washington, en astrofysicus Alberto Fairén van het SETI Institute een artikel met de titel "Overprotecting Mars" in Nature. Wetenschappers hebben voorgesteld de kostbare procedure voor het steriliseren van het ruimtevaartuig te herzien, aangezien het "onnodige verboden oplegt aan het zoeken naar leven op Mars". Een paar weken later publiceerde hetzelfde tijdschrift een artikel van Catharine A. Conley en John D. Rummel, astrobiologen bij NASA, getiteld "Mars doelmatig verdedigen", waarin zij deze verdediging rechtvaardigden. "We kunnen alleen vinden wat we zoeken als we Mars niet infecteren met leven dat van de aarde komt", zeiden de wetenschappers.
Aangenomen moet worden dat, in tegenstelling tot omgekeerde vervuiling, waarvan er altijd bescherming zal zijn, bescherming tegen directe vervuiling een tijdelijke maatregel kan worden, die alleen aanvaardbaar is in de fase van het bestuderen van Mars. Maar aangezien de mensheid niet alleen andere planeten zal bestuderen, maar ze ook zal bevolken, zullen de kolonisten in dit stadium niet langer sentimenteel zijn over het microleven dat wordt gedood. Tegenwoordig lijkt het idee om andere planetaire systemen te vestigen een sprookje, aangezien we er vandaag niet eens bij kunnen komen, en de vestiging van Mars lijkt ons een verre en onwerkbare sciencefiction. Maar serieuze wetenschappers bouwen al langlopende plannen om van de Rode Planeet een tweede aarde te maken. En dan, misschien, door het leven van iemand anders te beschermen, zullen mensen het gaan aanvallen.
Over het algemeen is het duidelijk over de aarde, maar er is een andere mening over Mars
Het heeft geen zin om Mars te beschermen tegen besmetting door terrestrische microben en veel geld uit te geven aan grondige sterilisatie van automatische sondes van Mars - terrestrische micro-organismen kwamen miljarden jaren geleden naar de Rode Planeet met meteorieten, schrijven Amerikaanse astrobiologen in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nature Geoscience.
Sinds het begin van het ruimtetijdperk hebben wetenschappers de strengste maatregelen genomen om buitenaardse "ecosystemen" te beschermen tegen mogelijke besmetting door terrestrische micro-organismen. Deze praktijk is vastgelegd in het verdrag van 1966 over de principes van de activiteiten van staten bij het verkennen en gebruiken van de ruimte - het schrijft voor om schadelijke vervuiling van de maan en andere hemellichamen te vermijden. Maatregelen voor interplanetaire "antiseptica" worden ontwikkeld door het Internationaal Comité voor Ruimteonderzoek (COSPAR).
Er worden bijzonder strenge eisen gesteld aan landingssondes die naar Mars gaan - op deze planeet kan, zoals wetenschappers denken, microbieel leven bestaan, en de botsing met aardse "gasten" kan tot onvoorspelbare gevolgen leiden. Bovendien wordt aangenomen dat de opkomst van terrestrische microben het zinloos zou kunnen maken om te proberen het "oorspronkelijke Mars" -leven te ontdekken.
Astrobiologen Alberto Fairen van de Cornell University en Dirk Schulze-Makuch zijn echter van mening dat deze voorzorgsmaatregelen al miljarden jaren geen zin hebben gehad.
“Wij geloven dat het leven op aarde waarschijnlijk al naar Mars is overgebracht. Er bestaat al minstens 3,8 miljard jaar leven op aarde, dus er was genoeg tijd om het overdrachtsproces op natuurlijke wijze te laten plaatsvinden - door meteoorinslagen … Bovendien was in het verleden de frequentie van meteorietval hoger dan nu, schrijven de wetenschappers. …
Ze merken op dat op dit moment de mogelijkheid van overdracht van micro-organismen met ‘passerende’ meteorieten als bewezen kan worden beschouwd. Het proces van interplanetaire overdracht begint met de impact van een groot ruimtelichaam op een bewoonde planeet - deze impact kan de ruimte in de ruimte slaan die groot genoeg is voor rotsafval, waarin micro-organismen kunnen verschijnen.
Dan kan dit puin naar Mars vallen - terwijl de Mars- en maanmeteorieten op de aarde vallen. De overlevingskansen van "passagiers" worden vergroot door de relatief dunne atmosfeer van Mars, waarin meteorieten bij het vallen minder opwarmen dan in de aarde.
Fairen en Schulze-Makuch suggereren dat terrestrische micro-organismen die miljarden jaren geleden naar Mars kwamen, toen de omstandigheden op deze planeet veel gunstiger waren, inmiddels verdwenen zouden kunnen zijn. In dit geval heeft het geen zin om u zorgen te maken over besmetting door ruimtesondes. Als het leven op Mars onafhankelijk van het aardse leven ontstond, kwam het miljarden jaren geleden in botsing met aardse "gasten". Mars-micro-organismen, als ze nog bestaan, zullen niets onverwachts zien wanneer ze microben tegenkomen die door geautomatiseerde stations worden gebracht.
U kunt besparen
Wetenschappers zijn van mening dat Mars met een zeer hoge mate van vertrouwen kan worden beschouwd als al "veroverd" door terrestrische microben. "Daarom is het al te laat om Mars te verdedigen … en kunnen we de maatregelen van planetaire bescherming veilig verzwakken", zegt het artikel.
De auteurs zijn van mening dat sterilisatiemaatregelen alleen nodig zijn in gevallen waarin automatische sondes de omgeving zullen verkennen waar het leven op Mars nu en dan kan bestaan - en alleen om de inheemse micro-organismen en de meegebrachte micro-organismen niet te verwarren.
"Aangezien interplanetaire verkenning over de hele wereld nu te maken heeft met ernstige bezuinigingen op de begroting, is het van cruciaal belang om onnodige uitgaven te vermijden en belastinggeld om te leiden naar missies die de meest significante bijdrage kunnen leveren aan planetaire verkenning", schrijven de wetenschappers.
Ze zijn van mening dat maatregelen ter bescherming tegen mogelijke besmetting kunnen worden geannuleerd voor orbitale sondes en serieus kunnen worden herzien voor rovers en landers.
Vladimir Pokrovsky